[发明专利]一种宽带贴片天线

说明书

技术领域

    本发明属于通讯天线领域，尤其涉及一种宽带贴片天线。

背景技术

    随着当前通信技术的不断演进，频谱效率、速率越来越高，带宽也不断增宽。无线通信网络综合一体化是一个趋势，各种无线技术都将在这一体化的网络中发挥自己的作用。从移动通信来看，3G乃至4G技术将成为主导，从而形成对全球的广泛无缝覆盖；而WLAN、WiMAX、UWB等宽带接入技术，将因其各自不同的技术特点，在不同覆盖范围或应用区域内，移动通信网络形成有效互补。随着无线通信和雷达系统的不断完善发展，对天线性能提出了体积小、重量轻、制作简单和宽频带等特性要求，超宽带天线技术应运而生。

发明内容

本发明旨在提供一种体积小、重量轻、制作简单和宽频带的宽带贴片天线。

一种宽带贴片天线，其特征在于包括贴片、接地板，其中贴片天线设置在材质为FR4尺寸为35mm×35mm，厚度h为0.45mm，介电常数εr为4.4的介质基板上。贴片天线印制在RF4基板的一面，另一面是接地板。

本发明所述的一种宽带贴片天线，所述的接地面设置有一半径R=12mm的小半圆缝隙。

本发明所述的一种宽带贴片天线，所述的贴片开槽结构在基板上的投影为一“干”字型。

本发明所述的一种宽带贴片天线，其特征在于所述的宽带天线的带宽范围在1.50GHz~11.50GHz。

本发明所述的超宽带贴片天线很好的解决了FCC与WLAN频段的重叠问题，也使天线在WLAN频段达到了良好的陷波特性，实现了体积小、重量轻、制作简单和宽频带等特性要求。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

本发明一种宽带贴片天线，其特征在于包括贴片、接地板，其中贴片天线设置在材质为FR4尺寸为35mm×35mm，厚度h为0.45mm，介电常数εr为4.4的介质基板2上。如图1所示，贴片天线印制在RF4基板2的一面，另一面是接地板。所述的接地面设置有一半径R=12mm的小半圆缝隙3。所述的贴片开槽1结构在基板2上的投影为一“干”字型。所述的宽带天线的带宽范围在1.50GHz~11.50GHz。

本发明所述的超宽带贴片天线设置在一个材质是FR4尺寸为35mm×35mm，厚度h为0.45mm，介电常数εr为4.4的介质基板2上。且由一个贴片和一个作为馈线的小贴片和接地板组成。贴片天线的结构印制在RF4基板2的一面，另一面是接地板，对接地面做了半圆形缝隙处理，改善了天线的辐射方向特性。在接地面开一个半径R=12mm的小半圆缝隙3。该设计的目标旨在低于-10dB的回波损耗(S11)的情况下，天线能达到良好性能和较好带宽。为实现这一目标，恰当的天线几何尺寸是必需的。因此，为了获得最佳的回波损耗和阻抗带宽，将对该天线的设计参数，如缝隙，贴片形状和馈电宽度进行研究和比较，使用Ansoft HFSS 12.0仿真软件仿真，以使天线做到最佳的尺寸。经过仿真分析，接地板宽度L4从10mm开始，随着宽度的增加，带宽越来越宽，当L4达到13mm时，则它不再满足超宽带的特性，因而我们认定当L4=12mm时能够获得最佳的阻抗带宽。改变横缝隙的位置，让它向着y轴正向移动，距x轴的距离设为H，在L1变动时，此时我们发现，当H=23mm时，阻抗带宽范围为2.25~11.5GHz，也由此得出H为23mm时是最适合的位置。研究表明竖条缝隙的位置对天线的回波阻抗的影响并不是很大，随着其长度的增大，阻抗带宽也会有相应的增加，所以选择其长度L9=15mm能够满足最佳的天线性能。我们又改变了L7长度的大小来观察天线的回波损耗得出了当L7=6mm时，天线能够表现出最佳的回波损耗性能。实验中又试着再改变L10的大小，当L10=2mm时，天线能够表现出最佳的回波损耗性能。并且还得出了随着L10的增加，天线的阻抗带宽也随着增加的结论。接下来改变宽度W的大小，观察总结出当W=1mm时，天线能够表现出最佳的回波损耗性能。且随着W的增加，天线的回波损耗越来越差，阻抗带宽也越来越小。最后讨论小半圆半径R对天线回波损耗的影响，得出当R=11mm时，天线能够表现出最佳的性能。且随着R的增加，天线的回波损耗变得越来越差。经过对天线设计参数的仿真与细致研究，我们得出最终的优化的结果，对最后设计的天线进行仿真，得到理想的天线的回波损耗。得出设计的天线带宽范围大致在1.50~11.50GHz范围内，而且远场辐射表现出的辐射范围也比较大，给出的匹配较好的频率点f=2.5GHz，f=7.5GHz。