[发明专利]一种双频电小缝隙天线

说明书

技术领域

本发明涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种共面波导馈电的双频电小WLAN缝隙天线。

背景技术

随着微波技术在社会工作生活中迅速发展,无线应用设备也与日俱增,而天线,作为微波通信系统中不可或缺的部分,也受到了研宄者越来越多的关注。近年来随着研究的不断深入，射频前端设备也不断朝着小型化、紧凑化、多功能化等方向发展，电小天线作为天线小型化的极限而受到研究者越来越多的青睐。因此各种降低天线整体尺寸并使天线保持良好性能的技术不断被提出，如开槽、弯折及加载技术等。到了21世纪,室内无线网络逐渐普及，WLAN(无线局域网络)电小天线也越来越受到重视，现有的WLAN天线要么尺寸不能满足电小的要求，要么不能同时覆盖WLAN的所有频段(2.4/5.2/5.8GHz)。且根据“Chu极限”理论，同时具备电小，高效率，定向辐射及同时覆盖WLAN所有频段(2.4/5.2/5.8GHz)的电小天线的设计具有异常艰巨的挑战性。由此可见，它的成功设计在实际工程应用中具有非常重要研究意义和使用价值。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、剖面低、易集成且价格低廉的基于共面波导馈电的双频WLAN电小缝隙天线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案具体如下：

一种双频电小缝隙天线，包括单面附铜介质板以及刻蚀在其上的双频电小天线；所述双频电小天线包括一个共面波导馈线、一个阻抗匹配网络以及两个缝隙辐射面；两个缝隙辐射面相对称的设置在共面波导馈线两侧，且分别通过槽线a与共面波导馈线相连；所述阻抗匹配网络串接在共面波导馈线中；所述缝隙辐射面由关于槽线a的延长线对称的两个“弓”字型槽线构成。

优选的是，所述缝隙辐射面包括一根第一槽线，两根第二槽线，两根第三槽线，两根第四槽线，两根第五槽线两根第六槽线及两根第七槽线；第一槽线的中部与槽线a相连，两根第二槽线的两端分别与第一槽线的两端和第三槽线的一端相连形成第一U型结构；第四槽线的两端分别与第三槽线的另一端和第五槽线的一端相连形成第二U型结构；第六槽线的两端与第四槽线的另一端和第七槽线的一端相连形成第三U型结构；第七槽线的末端短路；第一U型结构、第二U型结构和第三U型结构尺寸相同且首尾相连构成两个“弓”字型槽线。

优选的是，第一U型结构、第二U型结构和第三U型结构中的每一个转角均为直角；第一槽线长度为L1，第二槽线、第四槽线及第六槽线的长度相同均为L2，两根第四槽线之间的距离为W3，第三槽线、第五槽线及第七槽线平行且等长，其长度为0.5*(L01-W3)。

优选的是，所述阻抗匹配网络由槽线组和两个相互并联的终端开路的共面波导组成。

优选的是，所述槽线组由两根槽线Ⅰ和两根槽线Ⅱ组成；两根槽线Ⅰ的一端均与共面波导馈线相连，其另一端均与第一终端开路的共面波导的两条缝隙和槽线Ⅱ的一端相连，两根槽线Ⅱ的另一端分别与第二终端开路的共面波导的两条信号传输缝隙相连。

优选的是，所述槽线Ⅰ和槽线Ⅱ长度均为0.306mm；第一终端开路的共面波导的长度为1.9mm，其开路段的长度为0.918mm；第二终端开路的共面波导的长度为1.45mm,其开路段槽线的长度为0.306mm。

优选的是，所述共面波导馈线由两条信号传输缝隙、中间金属导带以及两个金属地组成；两条信号传输缝隙和金属地关于中间金属导带对称，阻抗匹配网络串接在中间金属导带上。

优选的是，所述信号传输缝隙的宽度为0.15mm，所述中间金属导带的宽度为2.13mm。

优选的是，所述单面附铜介质板的板材为单层罗杰斯R4003C，其相对介电常数为3.38，厚度为0.8mm，铜厚为0.18mm。

相对于现有技术，本发明所述的双频WLAN电小缝隙天线具有如下优点：

电小天线尺寸紧凑，结构简单，剖面低，加工方便，价格低廉且易于与其他微波电路集成。该双频电小天线包括两个谐振频率，可完全覆盖WLAN的所有频段，通过调节不同的设计模型的尺寸可有效调节天线的工作频率和性能。

附图说明：

图1是本发明的双频电小天线的平面结构及尺寸示意图；

图2是本发明单个终端短路的缝隙辐射面的结构示意图；

图3是本发明双频电小天线加载的阻抗匹配网络的示意图；

图4是本发明双频电小缝隙天线的反射系数示意图；

图5a是本发明2.4GHz(a)下E面和H面方向图；

图5b是本发明5.5GHz(b)下E面和H面方向图；