一种双层贴片的双频圆盘微带天线制造技术

本实用新型专利技术公开一种双层贴片的双频圆盘微带天线，包括上层部分和下层部分，其中所述上层部分包括第一介质基板和位于第一介质基板上表面的金属贴片；所述第一介质基板和金属贴片呈圆形，且半径相等；金属贴片的圆心与第一介质基板的圆心重合；所述下层部分包括第二介质基板、位于第二介质基板上表面的开槽圆形贴片、位于第二介质基板下表面的金属接地板和同轴线；所述第二介质基板成呈圆形，且圆心与开槽圆形贴片的圆心重合，第二介质基板的圆心处开设有放置同轴线的馈电孔，所述天线馈电方式为同轴馈电。该天线能够激发出2个谐振点，相对带宽能达到19%或更高，从而改善天线的工作带宽。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天线设计领域，更具体地，涉及到一种新型双层贴片的双频圆盘 微带天线。
技术介绍
无线通信的发展对天线（尤其是贴片天线）的各项性能提出了新的要求，微带贴 片天线由于重量轻、体积小、剖面低，并具有良好的方向性、灵活的馈电方式且容易与其他 印刷电路集成等优点，在许多领域有着广泛的应用前景。但是，普通的微带天线带宽较低， 仅为0. 6°Ρ3%，这成为微带天线被广泛应用的主要障碍。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有微带天线带宽窄的特点，提出一种双层贴片的双 频圆盘微带天线，是一种新颖的宽带圆盘微带天线，该天线能够激发出2个谐振点，相对带 宽能达到19%或更高，从而改善天线的工作带宽。 为了达到上述目的，本技术采取的技术方案为： -种双层贴片的双频圆盘微带天线，包括上层部分和下层部分，其中所述上层部 分包括第一介质基板和位于第一介质基板上表面的金属贴片；所述第一介质基板和金属贴 片呈圆形，且半径相等；金属贴片的圆心与第一介质基板的圆心重合；所述下层部分包括 第二介质基板、位于第二介质基板上表面的开槽圆形贴片、位于第二介质基板下表面的金 属接地板、同轴线；所述第二介质基板成呈圆形，且圆心与开槽圆形贴片的圆心重合，第二 介质基板的圆心处开设有放置同轴线的馈电孔，所述天线馈电方式为同轴馈电； 上述第二介质基板和金属接地板的半径相同，且大于第一介质基板的半径，位于 开槽圆形贴片的半径小于第一介质基板的半径。 进一步的，在保持第一、二介质基板厚度不变时，所述上层部分的第一介质基板的 下表面与下层部分的第二介质基板的上表面的垂直距离h3为2mm~20mm。 进一步的，所述第一介质基板的厚度h2为0. 8mm~4. 5mm;第二介质基板的厚度hi 为L5mm~4mm〇 进一步的，所述第二介质基板上的馈电孔孔径大小为0. 5mm。 进一步的，所述开槽圆形贴片中槽的开槽方式为：先在圆形贴片画一个圆环，圆环 外径为a，圆环内径为a-n，其中圆环外径a小于开槽圆形贴片的半径；再以圆环的圆心为顶 点，画一个等腰三角形，以等腰三角形为原形绕圆心旋转若干次，使得相邻等腰三角形之间 的夹角相等；将圆环中与各等腰三角形对应位置挖除，即得到开槽圆形贴片。 与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果是：一种双层贴片的双频圆盘 微带天线，整体分为上下两层部分，其中上层部分处于"悬空"状态，由下层部分贴片产生的 电磁波耦合产生谐振点，下介质基板(第二介质基板）的上表面为开槽圆形贴片，目的是为 了加强与上分耦合的效果以及改善阻抗匹配。下介质基板(第二介质基板)的下表面为金属 接地板，下介质基板(第二介质基板)的中心留有馈电孔，所述天线馈电方式为同轴馈电。该 天线能够激发出2个谐振点，相对带宽能达到19%或更高，从而改善天线的工作带宽。【附图说明】 图1是本技术所述的双频圆盘微带天线的正视图； 图2是本技术的上层结构的俯视图； 图3是本技术的下层结构俯视图；图4是本技术的天线发射系数仿真结果图； 图5是本技术在频率2. 64GHz时的E面辐射方向图； 图6是本技术在频率2. 64GHz时的Η面辐射方向图； 图7是本技术改变R2时天线发射系数仿真结果图； 图8是本技术改变R3时天线发射系数仿真结果图； 图9是本技术改变a时天线发射系数仿真结果图； 图10是本技术改变η时天线发射系数仿真结果图； 图11是本技术改变ρ时天线发射系数仿真结果图； 图12是本技术改变厚度hi时天线发射系数仿真结果图； 图13是本技术改变厚度h2时天线发射系数仿真结果图； 图14是本技术改变高度h3时天线发射系数仿真结果图。【具体实施方式】 附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附 图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸； 对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解 的。下面结合附图和实施例对本技术的技术方案做进一步的说明。 图中，1-第一介质基板、2-金属贴片、3-第二介质基板、4-开槽圆形贴片、5-金属 接地板、6-同轴线。 由图1可知，一种双层贴片的双频圆盘微带天线，包括上层部分和下层部分，其中 所述上层部分包括第一介质基板1和位于第一介质基板1上表面的金属贴片2;所述第一 介质基板1和金属贴片2呈圆形，且半径相等；金属贴片2的圆心与第一介质基板1的圆心 重合；所述下层部分包括第二介质基板3、位于第二介质基板3上表面的开槽圆形贴片4、位 于第二介质基板3下表面的金属接地板5和同轴线6;所述第二介质基板3成呈圆形，且圆 心与开槽圆形贴片4的圆心重合，第二介质基板3的圆心处开设有放置同轴线6的馈电孔， 所述天线馈电方式为同轴馈电。 上述第二介质基板3和位于第二介质基板3下表面的金属接地板5的半径相同， 大于第一介质基板1的半径，位于第二介质基板3上表面的开槽圆形贴片4的半径小于第 一介质基板1的半径。 本技术的基本思路是基于双层贴片(双层贴片分别是指位于第一介质基板1 上表面的金属贴片2和位于第二介质基板3上表面的开槽圆形贴片4)，分别产生两个谐振 腔而产生双频。开槽圆形贴片4直接与馈电点相连而产生频点，金属贴片2辐射出的电磁 波通过耦合作用于金属贴片2,从而产生另一个频点。由于金属贴片2半径大于开槽圆形贴 片4半径，所以金属贴片2对于低频谐振点带宽，开槽圆形贴片4是对于高频谐振点带宽。 上述本技术第一、二介质基板之间没有连接关系，这样设置的目的是为了使 结构简单便于仿真，但这是一种理想情况，具体制作需要根据实际而定。在本实施例中采用 了泡沫板，将泡沫板粘贴在第一、二介质基板之间，由于泡沫板的介电常数接近真空，且本 身体积很小，所以对于整体的影响是很小的。在本实施例中，是使用了三块很小的泡沫板， 分别粘贴在第一、二基介质基板之间，呈三角形形状来固定第一、二介质基板。 由图2可知，在本实施例中，第一介质基板和金属贴片的半径R3=55mm，第一 介质基板的下表面和第二介质基板的上表面垂直距离为h3=5mm，第一介质基板的厚度 h2=0. 8mm〇 图3是本技术的下层部分的俯视图，在下层部分的最外端有半径Rl=80mm的 圆，即第二介质基板3是半径Rl=80mm的圆，对应金属接地板5的半径。在第二介质基板3 的上方为半径R2=38mm的圆形开槽贴片4,由图3可知圆形开槽贴片4的内部有6块形状大 小相同的图形，该图形由半径a=29mm的扇形减去半径b=10mm的扇形所得，这6块图形可以 由其中之一绕圆心依次旋转60°所得，每块的弧度值为31.93°，第二介质基板3的厚度为 hl=3mm〇 所述第一、第二介质基板相对介电常数均当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双层贴片的双频圆盘微带天线，其特征在于，包括上层部分和下层部分，其中所述上层部分包括第一介质基板和位于第一介质基板上表面的金属贴片；所述第一介质基板和金属贴片呈圆形，且半径相等；金属贴片的圆心与第一介质基板的圆心重合；所述下层部分包括第二介质基板、位于第二介质基板上表面的开槽圆形贴片、位于第二介质基板下表面的金属接地板、同轴线；所述第二介质基板成呈圆形，且圆心与开槽圆形贴片的圆心重合，第二介质基板的圆心处开设有放置同轴线的馈电孔，所述天线馈电方式为同轴馈电；上述第二介质基板和金属接地板的半径相同，且大于第一介质基板的半径，位于开槽圆形贴片的半径小于第一介质基板的半径。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，刘菊华，龙云亮，李元新，
申请(专利权)人：广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院，中山大学，
类型：新型
国别省市：广东;44