[发明专利]偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种双频宽带天线，属于微波技术领域。

背景技术

随着无线通信技术的日益发展，超宽带无线通信技术以其传输速率高、抗干扰性能强、带宽宽、发送功率小、成本低廉等优势而备受重视，主要应用于高速WLAN、室内通信、家庭网络等领域。随着无线局域网技术的发展，WLAN在生活和工作中的应用越来越广泛，发挥的作用也越来越大。针对无线局域网的各项标准，设计适用于无线局域网通信网络要求的天线具有非常重要的实际意义。设计满足WLAN IEEE802.11a/b/g标准的WLAN天线应具有小型化、宽频带、多频段（WLAN工作频段：2.4-2.485GHz/5.15-5.35GHz/5.725-5.825GHz）的特性，且在所有的工作频段上具有良好的阻抗匹配特性、一定的增益与稳定的辐射方向图，同时还要求低剖面、易共形、低成本、方便集成到微波集成电路中。

传统的超宽带天线，如螺旋天线、对数周期天线和圆锥天线等，虽然都具有超宽带特性，但是，它们有的是立体结构，有的具有大而复杂的平面结构，不利于小型应用；此外，传统双频宽带天线结构复杂、带宽有限，不能覆盖多种制式无线通信系统的频段。本发明将提出一种小型双频/宽带组合特性天线，应用于便携式的WLAN、RFID和超宽带无线通信系统。

发明内容

为了解决天线体积、带宽和性能问题，通过采用偏心馈电方式，引起振子的多模谐振来增加带宽，本发明提出一种结构新颖简单、具有双频/宽带组合特性、便于制作实现的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构天线，为多频段/宽带便携式设备的天线开发提供技术储备。

本发明为解决上述技术问题，而采用如下技术方案：

一种偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线，包括介质基板、分别印刷设置在介质基板正反两面的顶层辐射单元和底层辐射单元，所述顶层辐射单元和底层辐射单元之间相互不对称、正反相对于介质基板排布；所述双频宽带天线的馈电点偏离天线结构中垂线一定距离；

所述顶层辐射单元由顶层渐变槽线辐射单元和顶层多边形振子单元连接构成，所述底层辐射单元由底层渐变槽线辐射单元和底层多边形振子单元连接构成；其中，所述顶层多边形振子单元和底层多边形振子单元具有相同的馈电点倾角结构和振子末端倾角结构，且所述顶层多边形振子单元和底层多边形振子单元的振子高度相等；所述顶层多边形振子单元的长度小于底层多边形振子单元的长度，两者长度之差为天线的馈电点偏离天线结构中垂线距离的两倍；

所述顶层渐变槽线辐射单元和底层渐变槽线辐射单元结构不相同，其中顶层渐变槽线辐射单元的高度大于底层渐变辐射单元的高度。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：所述馈电点倾角的范围为：0°-61°，所述振子末端倾角的范围为：0°-53°。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：所述双频宽带天线的馈电点偏离天线结构中垂线的距离范围为：1-3.5mm。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：所述顶层渐变槽线辐射单元与底层渐变辐射单元的高度差的范围为：20-23.5mm。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：顶层渐变槽线辐射单元与底层渐变槽线辐射单元均采用任意形状的渐变方式，包括：直线渐变方式，或者指数渐变方式、抛物线渐变方式、多段阶跃渐变方式。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：所述介质基板的介电常数范围为2-20。

作为本发明的偏心馈电的非对称振子-槽线组合结构的双频宽带天线的进一步优化方案：所述顶层渐变槽线辐射单元的高度是底层渐变辐射单元高度的2倍。

本发明采用以上技术方案，与现有技术相比具有以下技术效果：

本发明通过采用多边形振子辐射单元和引起多模谐振的偏心馈电方式，获得了双频/宽带组合特性，其中第二频段的下限频率明显降低了1.4GHz左右，相对带宽约为119%，较之传统的对称振子-槽线组合双频宽带天线其高频频段带宽显著提高，且辐射方向图没有大的波动。本天线结构新颖简单，体积小巧，制作方便且成本低廉。

附图说明

图1a是本发明天线的平面示意图。

图1b是本发明天线的剖面示意图。

图2a是传统对称振子-渐变槽线组合结构的双频宽带天线的平面示意图。