[实用新型]对称螺旋形双频微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种对称螺旋形双频微带天线。

背景技术

微带天线最基本的结构就是在带接地金属面的介质基片上附加薄金属贴片，通过一定的馈电方式，在贴片与接地金属面间的介质区域内激励起射频电磁场，该场通过贴片边缘与接地面形成的间隙向外辐射。和常用的微波天线相比，微带天线有如下一些优点：(1)体积小，重量轻，低剖面，能与载体(如飞行器)共形；(2)电性能多样化，不同设计的微带单元，其最大辐射方向可以从边射到端射范围内调整；(3)能和有源器件、电路集成为统一的组件，因此适合大规模生产，大大降低了成本。

随着无线通信的发展，系统集成度越来越高，天线的宽频段和双频段已经成为当前国内外天线领域的研究热点。双频工作的微带贴片天线，原则上要求在两个工作频段上有相似的辐射特性和匹配特性，以平面技术获得这些性能并不简单，特别是必须保留贴片天线固有的结构。因此需要研究设计出性能优良的、宽频带范围的双频微带天线具有重要的意义和应用前景。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中损耗大，增益低的不足，提供一种对称螺旋形双频微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

对称螺旋形双频微带天线包括基板，矩形辐射贴片，左侧螺旋辐射贴片，右侧螺旋辐射贴片，阻抗匹配输入传输线，矩形金属接地板；基板的上表面设有矩形辐射贴片，左侧螺旋辐射贴片，右侧螺旋辐射贴片，阻抗匹配输入传输线；基板的下表面设有矩形金属接地板；矩形辐射贴片的左端与左侧螺旋辐射贴片相连，矩形辐射贴片的右端与右侧螺旋辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的一端与矩形辐射贴片相连，阻抗匹配输入传输线的另一端与基板的底端相连，矩形金属接地板的底端与基板的底端相连。

所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为58mm～60mm，宽度为62mm～64mm。所述的矩形辐射贴片的长度为16mm～18mm，宽度为2mm～4mm。所述的左侧螺旋辐射贴片和右侧螺旋辐射贴片的尺寸参数相同，均由宽度相等的五个矩形贴片依次连接向内螺旋而成；依次连接的两矩形贴片的长度相差2mm，最外侧的矩形贴片的长度为18mm～19mm，贴片的宽度均为2mm～3mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为22mm～23mm，宽度为2mm～3mm。所述的矩形金属接地板的长度为58mm～60mm，宽度为20mm～22mm。

本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，双频段，结构简单，体积小，制作成本低，便于集成。

附图说明：

图1是对称螺旋形双频微带天线的正面结构示意图；

图2是对称螺旋形双频微带天线的背面结构示意图；

图3是对称螺旋形双频微带天线的S参数曲线图；

图4是天线在2.15GHz时的E面辐射方向图；

图5是天线在2.15GHz时的H面辐射方向图；

图6是天线在6.0GHz时的E面辐射方向图；

图7是天线在6.0GHz时的H面辐射方向图。

具体实施方式

如图1～2所示，对称螺旋形双频微带天线包括基板1，矩形辐射贴片2，左侧螺旋辐射贴片3，右侧螺旋辐射贴片4，阻抗匹配输入传输线5，矩形金属接地板6；基板1的上表面设有矩形辐射贴片2，左侧螺旋辐射贴片3，右侧螺旋辐射贴片4，阻抗匹配输入传输线5；基板1的下表面设有矩形金属接地板6；矩形辐射贴片2的左端与左侧螺旋辐射贴片3相连，矩形辐射贴片2的右端与右侧螺旋辐射贴片4相连，阻抗匹配输入传输线5的一端与矩形辐射贴片2相连，阻抗匹配输入传输线5的另一端与基板1的底端相连，矩形金属接地板6的底端与基板1的底端相连。

所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为58mm～60mm，宽度为62mm～64mm。所述的矩形辐射贴片2的长度为16mm～18mm，宽度为2mm～4mm。所述的左侧螺旋辐射贴片3和右侧螺旋辐射贴片4的尺寸参数相同，均由宽度相等的五个矩形贴片依次连接向内螺旋而成；依次连接的两矩形贴片的长度相差2mm，最外侧的矩形贴片的长度为18mm～19mm，贴片的宽度均为2mm～3mm。所述的阻抗匹配输入传输线5的长度为22mm～23mm，宽度为2mm～3mm。所述的矩形金属接地板6的长度为58mm～60mm，宽度为20mm～22mm。

实施例1

对称螺旋形双频微带天线：

选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1.0mm。基板的长度为58mm，宽度为62mm。矩形辐射贴片的长度为16mm，宽度为2mm。左侧螺旋辐射贴片和右侧螺旋辐射贴片的尺寸参数相同，均由宽度相等的五个矩形贴片依次连接向内螺旋而成；依次连接的两矩形贴片的长度相差2mm，最外侧的矩形贴片的长度为18mm，贴片的宽度均为2mm。阻抗匹配输入传输线的长度为22mm，宽度为2mm。矩形金属接地板的长度为58mm，宽度为20mm。对称螺旋形双频微带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的S参数曲线如附图3。由图可见，-10dB以下的工作频段为1.98GHz～2.41GHz和4.59GHz～7.10GHz。图4-5所示为对称螺旋形双频微带天线在2.15GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为2.15GHz时，增益为3.1dBi，半功率波瓣宽度为84.2°。图6-7所示为对称螺旋形双频微带天线在6.0GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为6.0GHz时，增益为1.7dBi，半功率波瓣宽度为57.2°。