[发明专利]宽频单极子微带天线

说明书

本发明提供了一种宽频单极子微带天线，主要解决传统单极天线频带窄和三维结构复杂的问题。其包括介质基片(1)、馈线(2)、辐射贴片(3)、高频接头(4)和接地板(5)。辐射贴片(3)采用长轴在垂直方向的椭圆形状，该辐射贴片的前端设有阻抗匹配调节段(6)，接地板(5)由两个相互垂直的矩形金属板(51,52)组成，该两个矩形区相对边的中心位置处分别刻有弧形缺口(7)和(8)，辐射贴片(3)在介质基片底面上垂直投影位于弧形缺口(8)的前方，且覆盖弧形缺口(7)。本发明能够涵盖S和C两个波段，其工作频带范围为1.62GHz‑8.28GHz，可用作宽频带无线通信、探测或监测系统的微波辐射和接受前端天线。

技术领域

本发明属于天线技术领域，特别是一种宽频微带单极天线，可用作宽频带无线通信、探测或监测系统。

背景技术

目前，随着无线通信的发展，所需传输数据量的增大以及数据传输速率提高的要求日益凸现，无线通信设备不断向高频端发展，其设备对于宽带的要求也日益增加，使得超宽带UWB应用在微波系统设计中广受重视。同时，由于大量频段被用于不同的用途，因此使得空间电磁环境变得非常复杂，因此在宽频带范围内对空间电磁环境进行探测和监测已变的十分必要。按照联邦电信委员会FCC对于超宽带UWB的定义，绝对带宽大于500MHz或相对带宽在-10dB之上大于20％的设备可以符合该定义标准的要求。在商业通信中，常用频段具体包括：GSM、WLAN和WiMAX三类。其中GSM采用的频段为：1.710GHz-1.755GHz/1.805GHz-1.850GHz；WLAN采用的频段为：2.4GHz-2.484GHz,5.15GHz-5.35GHz和5.725GHz-5.825GHz；WiMAX采用的频段为：2.5GHz-2.69GHz,3.4GHz-3.69GHz和5.25GHz-5.85GHz。为了满足应用需要，各种天线前端被研究。但是一般传统单极天线结构，由于其采用的单一谐振模式设计或多层三维立体结构，如倒L型、倒F型等结构形式，使得天线的辐射特性存在一个主要缺点就在于要么不能覆盖全部频段，要么三维结构过于复杂。为了解决上述问题，在所用的备选方案中，微带平面结构由于其体积轻，便于在系统中和载体平台上集成，易于批量加工、生产。但是现有微带天线结构由于其自身设计形式和频率特性的约束，依然存在其不能有效满足应用在宽带或超宽带的要求。

发明内容

本发明的目在于针对上述现有技术的不足，提出一种宽频单极子微带天线，以提高天线的工作频率范围，简化天线结构，满足实际应用中覆盖S和C两个频段的宽频特性要求。

为实现上述目的，本发明提供的微带天线包括：介质基片、馈线、辐射贴片、高频接头、接地板和阻抗匹配调节段，其特征在于辐射贴片采用长轴在垂直方向的椭圆形状，阻抗匹配调节段设置在辐射贴片的前端，接地板由两个相互垂直的矩形金属板组成，该两个矩形金属板上分别刻有弧形缺口。

作为优选，所述辐射贴片为一长轴处于垂直方向的椭圆形辐射体。

作为优选，所述弧形缺口分别位于垂直接地板和水平接地板中间正对的两条边的中心位置处。

作为优选，所述辐射贴片在介质基片底面上的垂直投影位于水平接地板弧形缺口的前方，且覆盖垂直接地板弧形缺口。

作为优选，所述阻抗匹配调节段为矩形，并置于上表面辐射贴片的前端。

作为优选，所述工作频率范围为1.62GHz-8.28GHz，能够涵盖S和C两个波段。

本发明的优点在于：

1)本发明由于辐射贴片采用长轴在垂直方向的椭圆形状，与圆形或其它图相比具有更多自由度，并可在宽频带内形成不同方向、不同尺寸的谐振激励模式，从而有利于宽带激励的实现。

2)本发明由于在辐射贴片的前端设置了一处阻抗匹配调节段，有利于满足天线设计过程中以及加工后的因加工误差等因素导致阻抗特性变化而需要进行的适当调节要求。