一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线，包括介质基板、辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；介质基板一面上印刷有辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；辐射单内部开有一个开口向下的小U形槽和一个开口向上的大U形槽；大U形槽包裹小U形槽，大U形槽与小U形槽不连接；左接地面的左上角切去一个矩形一且右上角切去一个直角三角形一；右接地面的左上角切去一个直角三角形二且右上角切去一个矩形二。在辐射单元上开两个U形槽，产生了两个工作频带，然后在接地面上加载两个切角结构，不仅调谐了天线的中心频率，降低了其反射系数，还增加一个工作带宽，使天线拥有多种频带的工作带宽，体积小，方向性好。

A small broadband three-band antenna fed by coplanar waveguide

【技术实现步骤摘要】
一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线
本技术属于无线通信
，具体是一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线。
技术介绍
随着无线通信系统的高速发展，人们对无线通信系统的性能要求越来越高，作为通信系统主要元件之一的天线在性能上也提出了更高的要求，其中之一就是要求天线能够适应多种不同通信协议的带宽，例如个人通信系统(PCS)、无线局域网(WLAN)、全球互通微波访问(WiMAX)等等。微带天线能够较好的满足结构简单、体积小、性能好的同时能够支持多种频段的要求，是当今天线研究的一个重要方向。在微带天线的基础上，我们可以通过共面波导馈电的方式对天线进行性能上的改造和优化，使其能够工作在多种不同的频段上。近年来，缝隙天线在WLAN/WiMAX中应用越来越广泛。目前为了实现多频带天线，通常可以采用共面波导馈电单极子缝隙天线，这种天线性能好，体积小，易集成。申请号为201610065150.X的文献公开了一种应用于WLAN/WiMAX的共面波导馈电三频天线，通过在矩形辐射贴片内部加载4对左右对称的小矩形缝隙，虽然实现了三频的特性，但其尺寸大，不易集成；频带较窄，加工过程易产生误差，容易使得天线工作频带产生偏移，使其不能覆盖所需的频带；且只是针对辐射贴片进行的改造。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线。本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线，其特征在于该天线包括介质基板、辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述介质基板一面上印刷有辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述辐射单元和微带馈线连接；微带馈线与介质基板底边连接；左接地面与辐射单元和微带馈线均不连接，右接地面与辐射单元和微带馈线均不连接；微带馈线、左接地面和右接地面均位于辐射单元下方；左接地面和右接地面分别位于微带馈线左右两侧，左接地面和右接地面与微带馈线的距离相同；所述辐射单元内部开有一个开口向下的小U形槽和一个开口向上的大U形槽；大U形槽包裹小U形槽，大U形槽与小U形槽不连接；左接地面的左上角切去一个矩形一且右上角切去一个直角三角形一；右接地面的左上角切去一个直角三角形二且右上角切去一个矩形二。与现有技术相比，本技术有益效果在于：1、本天线采用共面波导馈电的方式，共面波导接地面与信号线位于同一层，容易实现与其他器件的串联或者并联连接，而不必在基片上打孔，有效地降低了天线的厚度，使天线的体积进一步减小，实现了小型化。2、在辐射单元上开两个U形槽，产生了两个工作频带，然后在接地面上加载两个切角结构，不仅调谐了天线的中心频率，降低了其反射系数，还为天线增加了一个工作带宽，使天线拥有多种频带的工作带宽。3、工作频带多，工作频带满足了2.2～2.8GHZ、3.3～4.0GHz、4.9～7.1GHz的多频带特性，在其工作频带内均具有全向辐射特性，方向性好。4、工作频带宽，天线的工作频带不仅覆盖了WLAN的3个频段(2.4～2.484GHz、5.15～5.25GHz、5.725～5.825GHz)和WiMAX的3个频段(2.5～2.69GHz、3.4～3.69GHz、5.25～5.85GHz)，还在此基础上覆盖了附近更多的频率，这使得天线加工即使产生误差，使得工作频带产生偏移，也能很好的覆盖WiMAX与WLAN的频段，保持了信号的完整性。5、本天线具有体积小，结构简单，制作成本低，工作频带多，工作频带宽，方向性好等优点。附图说明图1是本技术一种实施例的正面结构示意图。(图中：1、介质基板；2、辐射单元；3、微带馈线；4、左接地面；5、右接地面；21、小U形槽；22、大U形槽；42、矩形一；41、直角三角形一；51、直角三角形二；52、矩形二；)图2是本技术实施例1的天线的反射系数曲线图。图3是本技术实施例1的天线的电压驻波比曲线图。图4是本技术实施例1的天线在2.5GHz的辐射方向图。图5是本技术实施例1的天线在3.5GHz的辐射方向图。图6是本技术实施例1的天线在5.5GHz的辐射方向图。具体实施方式下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本技术提供了一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线(简称天线，参见图1)，其特征在于该天线包括介质基板1、辐射单元2、微带馈线3、左接地面4和右接地面5；所述介质基板1一面上印刷有辐射单元2、微带馈线3、左接地面4和右接地面5；所述辐射单元2和微带馈线3连接；微带馈线3与介质基板1底边连接；左接地面4与辐射单元2和微带馈线3均不连接，右接地面5与辐射单元2和微带馈线3均不连接；微带馈线3、左接地面4和右接地面5均位于辐射单元2下方；左接地面4和右接地面5分别位于微带馈线3左右两侧，左接地面4和右接地面5与微带馈线3的距离相同；所述辐射单元2为矩形贴片，内部开有一个开口向下的小U形槽21和一个开口向上的大U形槽22；大U形槽22包裹小U形槽21，大U形槽22与小U形槽21不连接；所述左接地面4和右接地面5均为矩形贴片；左接地面4的左上角切去一个矩形一42且右上角切去一个直角三角形一41；右接地面5的左上角切去一个直角三角形二51且右上角切去一个矩形二52；优选地，小U形槽21的中轴线与辐射单元2的中轴线共线；大U形槽22的中轴线与辐射单元2的中轴线共线；优选地，辐射单元2的中轴线、微带馈线3的中轴线均与介质基板1的中轴线共线。优选地，小U形槽21的形状为矩形环槽去掉一条底边，再在U形开口端各水平连接一个小矩形槽，用于增加电流路径，调节天线的反射系数。优选地，大U形槽22的底边宽度大于其他边的宽度。优选地，矩形一42与矩形二52相同；直角三角形一41与直角三角形二51相同；左接地面4和右接地面5关于微带馈线3左右对称。优选地，所述介质基板1采用相对介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂覆铜板(FR-4)。优选地，所述辐射单元2、微带馈线3、左接地面4和右接地面5均为矩形金属贴片。实施例1本实施例中介质基板1的形状为矩形，采用相对介电常数为4.4的FR-4，介质基板1的尺寸是18mm×23mm×1.6mm。所述辐射单元2为矩形，其大小为16mm×13.4mm，辐射单元2距离介质基板1的顶边为1.1mm，距离介质基板1的左侧边缘为1mm。所述辐射单元2内部开有一个开口向下的小U形槽21和一个开口向上的大U形槽22；大U形槽22包裹小U形槽21，大U形槽22与小U形槽21不连接；小U形槽21的中轴线与辐射单元2的中轴线共线；大U形槽22的中轴线与辐射单元2的中轴线共线；辐射单元2的中轴线、微带馈线3的中轴线均与介质基板1的中轴线共线。大U形槽22由3个矩形组成，小U形槽21由5个矩形组成，大U形槽22水平方向的矩形的宽度为0.5-3mm(本实施例为2.5mm)，其余7个矩形的宽度均为0.5-0.9mm(本实施例为0.8mm)。大U形槽22的水平长度为11.6mm，竖直长度为11.5mm，大U形槽22距离辐射单元2的顶边为0.9mm，距离辐射单元2的左侧边缘为2.2mm。小U形槽21的水平长度为8.2mm，竖直长度为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线，其特征在于该天线包括介质基板、辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述介质基板一面上印刷有辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述辐射单元和微带馈线连接；微带馈线与介质基板底边连接；左接地面与辐射单元和微带馈线均不连接，右接地面与辐射单元和微带馈线均不连接；微带馈线、左接地面和右接地面均位于辐射单元下方；左接地面和右接地面分别位于微带馈线左右两侧，左接地面和右接地面与微带馈线的距离相同；所述辐射单元内部开有一个开口向下的小U形槽和一个开口向上的大U形槽；大U形槽包裹小U形槽，大U形槽与小U形槽不连接；左接地面的左上角切去一个矩形一且右上角切去一个直角三角形一；右接地面的左上角切去一个直角三角形二且右上角切去一个矩形二。

【技术特征摘要】
1.一种共面波导馈电的小型宽频带三频天线，其特征在于该天线包括介质基板、辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述介质基板一面上印刷有辐射单元、微带馈线、左接地面和右接地面；所述辐射单元和微带馈线连接；微带馈线与介质基板底边连接；左接地面与辐射单元和微带馈线均不连接，右接地面与辐射单元和微带馈线均不连接；微带馈线、左接地面和右接地面均位于辐射单元下方；左接地面和右接地面分别位于微带馈线左右两侧，左接地面和右接地面与微带馈线的距离相同；所述辐射单元内部开有一个开口向下的小U形槽和一个开口向上的大U形槽；大U形槽包裹小U形槽，大U形槽与小U形槽不连接；左接地面的左上角切去一个矩形一且右上角切去一个直角三角形一；右接地面的左上角切去一个直角三角形二且右上角切去一个矩形二。2.根据权利要求1所述的共面波导馈电的小型宽频带三频天线，其特征在于小U形槽的中轴线与辐射单元的中轴线共线；大U形槽的中轴线与辐射单...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑宏兴，高彬，王蒙军，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12