[实用新型]方形开槽式微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种方形开槽式微带天线。

技术背景

天线作为通信系统中的一个重要的无线电设备，其性能的好坏将直接影响无线电设备的性能。微带天线具有体积小, 重量轻, 低剖面, 能与载体共型, 制造简单, 成本低, 易集成, 容易实现双频、多频段工作等诸多优点, 因此近十几年微带天线得到了广泛的研究和发展。适用于宽带WLAN的双频、多频带微带天线也正在得到研究和开发。但是微带天线的单元增益较低，因此常采用由微带贴片单元组成的微带阵列天线来获得更大的增益或实现特定的方向性。

市场上已有的一些微带天线虽然能工作，但是，定向性能差，损耗大，因此迫切需要研究出一种高增益、低损耗、宽频工作的阵列天线来满足WLAN通信系统的要求。通过正确地选择散射介质的尺寸、材料和形状，它可以阻止电磁波在某个方向或者所有方向上的传播，已经被广泛地应用在滤波器、功分器等微波电路的设计中。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中频带窄、损耗大的不足，提供一种方形开槽式微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

方形开槽式微带天线包括微带基板、方环形辐射贴片、矩形条辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和矩形金属接地板；微带基板上表面设有方环形辐射贴片、矩形条辐射贴片和阻抗匹配输入微带线，方环形辐射贴片的方环内设有矩形条辐射贴片，矩形条辐射贴片上端与方环形辐射贴片的方环上端相连，方环形辐射贴片的底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，阻抗匹配输入微带线的另一端与微带基板的底端相连；圆形小孔贯穿整个微带基板和方环形辐射贴片；微带基板下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板的底端与微带基板的底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为34mm～36mm，宽为34mm～36mm。所述的方环形辐射贴片的外边长为19mm～21mm，内边长为17mm～19mm。所述的矩形条辐射贴片的长为1mm～2mm，宽为6mm～8mm。所述的阻抗匹配输入微带线与方环形辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线的宽度为2mm～3mm。所述的圆形小孔的直径为0.5mm～1mm，圆心距微带基板顶端的距离为14mm～15mm。所述的矩形金属接地板的长为34mm～36mm，宽为9mm～11mm。

本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。

附图说明

图1是方形开槽式微带天线正面的结构图；

图2是方形开槽式微带天线背面的结构图；

图3是方形开槽式微带天线插入损耗曲线图；

图4是方形开槽式微带天线在3.5GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

方形开槽式微带天线包括微带基板1、方环形辐射贴片2、矩形条辐射贴片3、阻抗匹配输入微带线4和矩形金属接地板6；微带基板1上表面设有方环形辐射贴片2、矩形条辐射贴片3和阻抗匹配输入微带线4，方环形辐射贴片2的方环内设有矩形条辐射贴片3，矩形条辐射贴片3上端与方环形辐射贴片2的方环上端相连，方环形辐射贴片2的底端与阻抗匹配输入微带线4一端相连，阻抗匹配输入微带线4的另一端与微带基板1的底端相连；圆形小孔5贯穿整个微带基板1和方环形辐射贴片2；微带基板1下表面设有矩形金属接地板6，矩形金属接地板6的底端与微带基板1的底端相连。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为34mm～36mm，宽为34mm～36mm。所述的方环形辐射贴片2的外边长为19mm～21mm，内边长为17mm～19mm。所述的矩形条辐射贴片3的长为1mm～2mm，宽为6mm～8mm。所述的阻抗匹配输入微带线4与方环形辐射贴片2采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线4的宽度为2mm～3mm。所述的圆形小孔5的直径为0.5mm～1mm，圆心距微带基板1顶端的距离为14mm～15mm。所述的矩形金属接地板6的长为34mm～36mm，宽为9mm～11mm。

实施例1

方形开槽式微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为1.6 mm。微带基板的长为35mm，宽为35mm。方环形辐射贴片的外边长为20mm，内边长为18mm。矩形条辐射贴片的长为1mm，宽为7mm。阻抗匹配输入微带线与方环形辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。阻抗匹配输入微带线的宽度为3mm。圆形小孔的直径为0.5mm，圆心距微带基板顶端的距离为14.25mm。矩形金属接地板的长为35mm，宽为10mm。运用软件对方形开槽式微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量所得的方形开槽式微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在2.8~4GHz范围内插入损耗小于-10dB，完全可以覆盖无线局域网标准2.4GHz段2.40~2.483GHz的整个频率范围。图4所示为方形开槽式微带天线分别在2.4GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为2.4GHz时的增益为2.8dBi，半功率波瓣宽度为83.1°。