[实用新型]方形超宽带微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种方形超宽带微带天线。

技术背景

微带天线由于具有剖面低、重量轻、体积小、易于共形和批量生产等优点,广泛应用于测量和通讯各个领域。但微带天线有其固有缺陷,即其阻抗带宽较窄,典型的频带 宽 度 从 百 分 之 零 点 几 到 百 分 之 几 ,所以微带天线的窄频带特性成了限制其应用的主 要 障 碍,因 此 展 宽 微 带 天 线 的 带 宽 具 有十分重要的意义。

微带天线的频带一般都比较窄,普通的微带贴片天线仅为0.5%~3%,因此限制了微带天线在工程上的实际应用。通过选择合适的基板、改变天线的形状、尺寸、采用各种馈电技术、阻抗匹配技术等,可以有效展宽频带。

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，提供一种方形超宽带微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

方形超宽带微带天线包括微带基板、方形辐射贴片、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形辐射贴片和阻抗匹配输入微带线，方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；在微带基板下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板四周边与微带基板四周边相连，矩形金属接地板的中心处设有矩形开槽，在金属接地板四角处设有L型开槽。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为35mm～40mm，宽为35mm～40mm。所述的方形辐射贴片的边长为7mm～10mm。所述的阻抗匹配输入微带线与方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1mm～2mm。所述的矩形金属接地板的长为35mm～40mm，宽为35mm～40mm。所述的矩形开槽的长为25mm～27mm，宽为18mm～20mm。所述的L型开槽的短边长为2mm～3mm，长边长为8mm～10mm，窄边宽为2mm～4mm，宽边宽为10mm～12mm。

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是方形超宽带微带天线正面的结构图；

图2是方形超宽带微带天线背面的结构图；

图3是方形超宽带微带天线插入损耗曲线图；

图4是方形超宽带微带天线在2.5GHz时的辐射方向图；

图5是方形超宽带微带天线在3.2GHz时的辐射方向图；

图6是方形超宽带微带天线在5.8GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

方形超宽带微带天线包括微带基板1、方形辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线3和矩形金属接地板4；微带基板1上表面设有方形辐射贴片2和阻抗匹配输入微带线3，方形辐射贴片2的底端与阻抗匹配输入微带线3一端相连，阻抗匹配输入微带线3的另一端与微带基板1的底端相连；在微带基板1下表面设有矩形金属接地板4，矩形金属接地板4四周边与微带基板1四周边相连，矩形金属接地板4的中心处设有矩形开槽6，在金属接地板4四角处设有L型开槽5。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为35mm～40mm，宽为35mm～40mm。所述的方形辐射贴片2的边长为7mm～10mm。所述的阻抗匹配输入微带线3与方形辐射贴片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3的宽度为1mm～2mm。所述的矩形金属接地板4的长为35mm～40mm，宽为35mm～40mm。所述的矩形开槽6的长为25mm～27mm，宽为18mm～20mm。所述的L型开槽5的短边长为2mm～3mm，长边长为8mm～10mm，窄边宽为2mm～4mm，宽边宽为10mm～12mm。

实施例1

方形超宽带微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为0.8mm。微带基板的长为35mm，宽为35mm。方形辐射贴片的边长为8 mm。阻抗匹配输入微带线与方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1.5mm。矩形金属接地板的长为35mm，宽为35mm。矩形开槽的长为26mm，宽为20mm。L型开槽的短边长为2mm，长边长为9mm，窄边宽为3mm，宽边宽为11mm。运用软件对方形超宽带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超宽带微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在2.34~4.77GHz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；在5.57~6.05GHz范围内插入损耗小于-10dB，完全可以覆盖无线局域网标准5.8GHz段5.75~5.85GHz的整个频率范围。图4-图5所示为方形超宽带微带天线分别在2.5GHz、3.2GHz、5.6 GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为2.5GHz时的增益为3.4dBi，半功率波瓣宽度为139.5°，在频率为3.2时的增益为3.5dBi，半功率波瓣宽度为128.7°，在频率为5.8时的增益为4.2dBi，半功率波瓣宽度为130.9°。