[发明专利]一种缝隙加载的多频印刷天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种多频印刷天线，具体涉及一种缝隙加载的多频印刷天线。

背景技术

随着现代无线通信技术的飞速发展，同时工作在两个或多个频段的通信系统成为无线通信研究的一个重要方向。为实现系统的小型化，人们希望天线尺寸可以尽量减小，并且具有多频特性或者宽带特性，以实现整个多频系统只用一个天线就可以正常工作。另外，对应用于移动通信的天线则希望其具备全向特性，以保证通信的稳定。当前的研究主要集中在三个方面：

（1）利用分形结构的自相似性实现多频工作，典型的天线是谢尔宾斯基(Sierpinski)分形天线，但是由于实际天线的截断效应，使得多频的控制较为复杂；

（2）利用加载的方法改变天线的场分布以实现多频工作，典型的天线是平面倒F天线，但这种天线需要有较大的地板，故限制了应用；

（3）利用在天线的金属辐射体上开槽的方法获得多频特性，通过开槽可以改变金属辐射体的表面电流分布，从而获得多频效果，该方法实现起来较为灵活，但是规律性不明确。

由于传统的多频印刷天线具有尺寸大、结构复杂、谐振频率可控性差的缺点，限制了其在无线通信领域的应用。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的多频印刷天线具有尺寸大、结构复杂、谐振频率可控性差的缺点，限制了其在无线通信领域应用的问题，进而提供一种缝隙加载的多频印刷天线。

本发明的技术方案是：一种缝隙加载的多频印刷天线包括介质板、馈电结构和辐射单元，辐射单元和馈电结构由上至下印刷在介质板上，且辐射单元的底部镶嵌在馈电结构的顶端中部，馈电结构和辐射单元位于介质板的同侧，所述馈电结构为共面波导馈电结构，所述辐射单元为倒三角形贴片，辐射单元的两腰上分别开有第一水平缝隙和第二水平缝隙，第一水平缝隙和第二水平缝隙上下并列设置，第一水平缝隙和第二水平缝隙距离馈电结构顶端的高度分别为h₁=14.0mm-17.0mm和h₂=9.0mm-13.0mm，第一水平缝隙和第二水平缝隙宽度分别为w₁=0.4mm-1.5mm和w₂=0.5mm-2.0mm，第一水平缝隙和第二水平缝隙的长度分别为l₁=9.0mm-14.0mm和l₂=5.0mm-9.0mm。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1.本发明形式紧凑，充分利用了天线空间，天线最大尺寸为最低工作频率对应波长的28.8%，具有良好的小型化的效果。2.本发明采用在三角形辐射单元加载水平缝隙的形式，增加了电流流经路径的长度，天线可以在WLAN（IEEE802.11b/g：2.4~2.484GHz，IEEE802.11a：5.15~5.35GHz，5.725~5.825GHz）和WiMAX（IEEE802.16：3.5GHz）系统的多个频点工作，并且提高了天线的阻抗带宽和频率可控性。3.本发明天线的馈电结构为共面波导结构，可以适用于同轴线等传统馈线馈电，也可以适用于现代集成传输线馈电。4.本发明所提出的天线是单面印刷电路，在大批量生产中加工方便、成本低，会产生显著的经济效益。

附图说明

图1为本发明多频印刷天线的辐射单元上开有两个水平缝隙时的结构示意图；图2为本发明辐射单元上开有两个水平缝隙时天线反射系数的测试结果；图3为辐射单元上开有两个水平缝隙，2.4GHz时天线方向图的实验结果；图4为辐射单元上开有两个水平缝隙，3.5GHz时天线方向图的实验结果；图5为辐射单元上开有两个水平缝隙，5.2GHz时天线方向图的实验结果；图6为辐射单元上开有两个水平缝隙，5.8GHz时天线方向图的实验结果；图7为本发明多频印刷天线的辐射单元上开有三个水平缝隙时的结构示意图；图8为辐射单元上开有三个水平缝隙时，天线反射系数的测试结果；图9为辐射单元上开有三个水平缝隙，1.8GHz时天线方向图的实验结果；图10为辐射单元上开有三个水平缝隙，2.4GHz时天线方向图的实验结果；图11为辐射单元上开有三个水平缝隙，3.5GHz时天线方向图的实验结果；图12为辐射单元上开有三个水平缝隙，5.2GHz时天线方向图的实验结果。

具体实施方式