[实用新型]袖珍平面天线

说明书

本实用新型涉及平面天线，特别是涉及具有环状缝隙的袖珍平面天线。

现有技术的线状和平面天线，只有当其某一方向长度等于半波长（1／2λ），与电磁波共振时，接收和发射效果才最佳。而且使用频率一旦确定，天线尺寸也就据此确定。鉴于目前移动通信和电视广播使用的频率不很高，因而天线尺寸比较大，这在许多使用场合是不方便的。随着VLSI（超大规模集成电路）技术的发展，几乎所有电子电路产品都已经变得越来越小，与之配合使用的天线装置小型化自然也就是迫在眉睫的事了。

本实用新型的目的在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种袖珍平面天线，其面积只及现有技术天线的若干分之一，可安装在汽车壳体或房屋墙壁表面，或贴在窗户上。

本实用新型的目的可以通过以下措施来达到：制造一种袖珍平面天线，包括绝缘基板和制作在它上面的导电图形，后者又包括中央区和周围环带。中央区可以是任意形状，环带围绕它，两者间有一条连续的均匀缝隙，长度大致等于半波波长（1／2λ）。

附图的图面说明如下：

图1是本实用新型天线结构形状示意图；

图2是本实用新型为900兆赫频段设计的一个最佳实施例天线的导电图形和尺寸图；

图3是图2最佳实施例天线的失配衰减（回程损耗）曲线；

图4是图2最佳实施例天线的辐射方向图，10分贝／格，按900兆赫时的值为最大值画出。

以下结合附图就本实用新型的一个最佳实施例作进一步详述。

本实用新型天线，如图1所示，包括绝缘基板1和制作在它上面的导电图形2，后者又包括中央区21和周围环带22。中央区21可以是任意形状，可以设计成矩形、圆形、三角形、星形、菱形等各种形状。环带22围绕它，二者间有一条连续的均匀缝隙3，长度大致等于半波波长（1／2λ）。中央区21和周围环带22分别同连结器（馈线）的中心导体和外导体相连结。电磁场能量主要集中在缝隙3内，通过所述连结器（馈线）馈给或引出。

表面制作有导电图形2的绝缘基板1实际上常用的是一种印刷电路板（PCB），包括中央区21和周围环带22的导电图形2是一层金属薄膜。环状缝隙3的长度，基本上就是中央区21的周边长1，它决定天线的工作率f。现在1≈1／2λ，进入共振状态，就可以有效地发射和接收信号。因为是在金属膜的周长方向共振，因而相比现有技术线状和平面天线在某一方向长度共振，面积大大减小，而且还可以调整周围环带22的带宽W和缝隙宽度S，见图2，使本实用新型天线输入阻抗改变，实现最佳功率转换。另外，中央区21和周围环带22可以制作在基板1的同一面，也可以分别制作在该基板的两面，以适应不同用途和配合不同型式的连结器（馈线）。

本实用新型尤其适合用作VHF、UHF频段的FM广播和电视接收天线，用作900和1800兆赫频段手提电话和汽车电话的天线，以及用于1500兆赫的卫星全球定位系统。还可以利用本实用新型的天线作为基本构成元素，组成面积小、方向性强的阵列天线，用于接收卫星电视和作地面微波中继用途。

图2是本实用新型为900兆赫频段设计的一个最佳实施例天线的导电图形和尺寸图。结合图1和图2一起看，其中绝缘基板1可以，例如是厚度δ＝0.38毫米、相对介电常数εr＝2.5的PC（聚碳酸酯）板，导电图形2中，中央区21为矩形，周围环带22带宽W＝71毫米，长L＝45毫米，面积仅是工作在同样频率下现有技术微带天线的八分之一。环带22的带宽Wt＝4毫米，缝隙3的宽度S＝1.5毫米。W／L＝1.76，在合适范围内。该比值太大会导致频带狭窄的高Q（品质）因数，太小则造成辐射效率降低。缝隙3的长度1＝188毫米，相当于f＝800兆赫时的半波长1／2λ。本实用新型的最佳实施例，见图2，其导电图形2的中央区21和周围环带22制作在绝缘基板1的同一面，是共面波导天线，用同轴电缆馈送信号。这样配置的一个优点是，可以很容易同一些有源器件，例如某些二极管、场效应晶体管以及HEMT等适配，而不必像微带天线的情况，需要贯穿基板。

图3是图2天线的失配衰减（回程损耗）曲线，以回程损耗小于或等于－10分贝定义。该曲线显示频带宽度从934兆赫至1170兆赫，相对带宽达22％。就是说，在900－－1150兆赫频段，反射功率很少，因而本实用新型天线效果很好。相比工作在同样频率上的微带天线，后者的频率宽度仅5％。