超宽带平面天线制造技术

一种超宽带平面天线，包括基板（１），基板（１）的上表面设有接地板（２），接地板（２）的一边为馈电端（４），接地板（２）的中部具有空隙（３），空隙（３）内的中部设有辐射贴片（５），所述接地板（１）的内、外边缘（８、９）为圆形，在接地板（１）远离馈电端（４）的环形处设有外缝隙（６），所述辐射贴片（５）的内、外边沿（１０、１１）为圆形，在辐射贴片（５）远离馈电端（４）的环形处设有内缝隙（７）。其目的在于提供一种使天线更加小型化，可利用超宽带平面天线接地板中部的空隙设置射频电路，令系统得以进一步高度集成的超宽带平面天线。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信天线，具体地讲涉及一种具有宽带特性的平面天线。
技术介绍
超宽带平面天线工作频率极宽，在保证天线宽阻抗带宽和高发射效率的基础上，实现天 线的小型化，是超宽带平面天线设计面临的重要问题。现有的设计方案墀常是采用平面设计 来减小超宽带天线的体积。小型化的平面超宽带天线主要有单极子天线和宽缝隙天线，这两 类超宽带天线结构简单，重量轻，低剖面，易于集成，其中宽缝隙平面超宽带天线因其结构 上的单面性，还具有色散损耗小，制作容易的优点，但是此类天线通常需要较大的接地板，不利于天线的进一步小型化。图io所示的为一种现有的超宽带平面天线的结构示意图，由于图10所示的超宽带平面天线的基板12和接地板13的进一步减小会造成天线低频性能恶化， 因此，在不同的应用场合，需要对超宽带平面天线的接地板13等部位进行新的设计，从而令 超宽带平面天线的通用性受到限制。例如，当图IO所示的基板12的厚度为1.575mm，相对 介电常数^=3，共面波导特性阻抗Ze-50Q，基板12和接地板13长度L为40mm，宽度W为40mm，接地板13的内边缘半径r2为15mm,辐射贴片14的外边沿半径n为7. 5mm， 馈电端15的几何尺寸参数s=0. 3mm， g=3. 5mm， rf-8mm, rfw=0. 3mm，用CST微波工作室 对该结构的超宽带平面天线进行仿真，得到天线的回波损耗，如图ll所示，从仿真结果可以 看出，这种结构的超宽带平面天线的几何尺寸参数，只有在满足上述数值情况下，才符合超 宽带平面天线的要求，即其回波损耗在3. 1到10.6GHz小于-10dB。但如果进一步减小基板 12和接地板13，则其将无法满足超宽带平面天线的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种使天线更加小型化，可利用超宽带平面天线的辐射贴片内的 空隙设置射频电路，令系统得以进一步高度集成的超宽带平面天线。本专利技术的超宽带平面天线，包括基板，基板的上表面设有接地板，接地板的一边为馈电 端，接地板的中部具有空隙，空隙内的中部设有辐射贴片，所述接地板的内、外边缘为圆形 或椭圆形，在接地板远离馈电端的环形处设有外缝隙，所述辐射贴片的内、外边沿为圆形或 椭圆形，在辐射贴片远离馈电端的环形处设有内缝隙。本专利技术的超宽带平面天线，其中所述接地板的内、外边缘为同心圆或同形状椭圆，所述 辐射贴片的内、外边沿为同心圆或同形状椭圆。本专利技术的超宽带平面天线，其中所述接地板内边缘的圆心与馈电端之间的距离大于接地 板外边缘的圆心与馈电端之间的距离，所述辐射贴片内边沿的圆心与馈电端之间的距离大于 辐射贴片外边沿的圆心与馈电端之间的距离。本专利技术的超宽带平面天线，其中所述接地板内边缘的圆心与馈电端之间的距离大于接地板外边缘的圆心与馈电端之间的距离，所述辐射贴片的内、外边沿为同心圆。本专利技术的超宽带平面天线，其中所述接地板的内、外边缘为同心圆，所述辐射贴片内边沿的圆心与馈电端之间的距离大于外边沿的圆心与馈电端之间的距离。本专利技术的超宽带平面天线，其中所述外缝隙的宽度大于内缝隙的宽度。与现有的超宽带平面天线相比，本专利技术的超宽带平面天线的优点和积极效果在于由于 在接地板远离馈电端的环形处设有外缝隙，辐射贴片的内、外边沿为圆形或椭圆形，在辐射 贴片远离馈电端的环形处设有内缝隙，从而可在辐射贴片圆环内设置射频电路，令系统得以 进一步高度集成。此外，由于接地板的内、外边缘为圆形或椭圆形，辐射贴片的内、外边沿 为圆形或椭圆形，通过仿真结果可以看出，本专利技术的超宽带平面天线在符合超宽带平面天线 的要求的情况下，与现有技术相比也更加小型化。本专利技术超宽带平面天线的其他细节和特点可通过阅读下文结合附图详加描述的实施例便 可清楚明了。附图说明图1为本专利技术的超宽带平面天线的一种实施方式的结构示意图的主视图； 图2为图1的结构示意图的侧视图3为图1的所示的超宽带平面天线的仿真回波损耗图4为本专利技术的超宽带平面天线的另一种实施方式的结构示意图的主视图5为图4的结构示意图的侧视图6为图4的所示的超宽带平面天线的仿真回波损耗图7为本专利技术的超宽带平面天线的又一种实施方式的结构示意图的主视图8为图7的结构示意图的侧视图9为图7的所示的超宽带平面天线的仿真回波损耗图10为一种现有的超宽带平面天线的一种实滩方式的结构示意图的主视图； 图11为图10的所示的超宽带平面天线的仿真回波损耗图。 具体实施例方式如图1和图2所示，本专利技术超宽带平面天线，包括基板l，基板l可用聚四氟乙烯制成， 基板l的上表面设有接地板2，接地板2的一边为馈电端4，接地板2的中部具有空隙3，空 隙3内的中部设有辐射贴片5，接地板2的内、外边缘8、 9为圆形，在接地板2远离馈电端 4的环形处设有外缝隙6，辐射贴片5的内、外边沿IO、 ll为圆形，或为椭圆形，在辐射贴 片5远离馈电端4的环形处设有内缝隙7，外缝隙6的宽度大于内缝隙7的宽度。由于在接 地板2的环形处设有外缝隙6，在辐射贴片5的环形处设有内缝隙7，在需要时，可以在辐射 贴片5的内缝隙7和内边沿10内设置射频电路。电路可由外缝隙6及辐射贴片5的内缝隙7 处从外部引入，这样的设计并不会影响天线的性能。接地板2与辐射贴片5之间的空隙3不 可用于放置射频电路，否则会严重影响天线的性能。上述接地板2的内、外边缘8、 9为同心圆，辐射贴片5的内、外边沿IO、 ll为同心圆， 其内、外边沿IO、 11半径的比值通常不得超过0.6。本专利技术超宽带平面天线在实际制造过程中，可根据需要，通过现有技术中的电磁仿真软件计算确定天线的几何尺寸，以下为利用电磁仿真软件计算确定的其中的一组几何尺寸参数-基板12的厚度h为1. 575mm，相对介电常数^=3，共面波导特性阻抗Zc = 50Q ，基板1的宽度W=30mm， 基板1的长度L=33mm接地板2的外边缘9半径r2=15mm，接地板2的内边缘8半径rd2. 5mm 辐射贴片5的外边沿11半径r产7.5mm，辐射贴片5的内边沿10半径r3=4mm 外缝隙6的宽度w尸9mm,内缝隙7的宽度w2=4mm馈电端4的几何尺寸参数vv/=4. 95， s-O. 3mm, g=3. 5mm， rf=6mm, rfw=0. 3mm用CST微波工作室(CST microwave studio)对该结构的天线进行仿真，得到天线的回波损耗，如图3所示，从仿真结果可以看出，这种结构的超宽带平面天线在上述几何尺寸参数的情况下，同样符合超宽带平面天线的要求，即其回波损耗在3. 1到10. 6GHz小于-10dB，而其面积与现有技术图IO所示的超宽带平面天线的面积的比值为99/160,即本专利技术的超宽带平面天线的面积要远小于图IO所示的超宽带平面天线。由于在接地板2上越靠源馈电端4的部分电流密度越大，对天线性能的不利影响也较大，反之则对天线性能的不利影响也越小，为此，提出如下的技术方案，可令天线的结构尺寸进一步减小。如图4和图5所示，本专利技术超宽带平面天线也可以是包括基板1，基板1可聚四氟乙烯 制成，基板l的上表面设有接地板2，接地板2的一边为馈电端4，接地板2的中部具有空隙 3，空隙3内的中部设有辐射贴片5，接地板2的内、外坊缘8、 9为圆形，在接地板2远离 馈电端4的环形处设有本文档来自技高网...

【技术保护点】
超宽带平面天线，包括基板（１），基板（１）的上表面设有接地板（２），接地板（２）的一边为馈电端（４），接地板（２）的中部具有空隙（３），空隙（３）内的中部设有辐射贴片（５），其特征在于所述接地板（１）的内、外边缘（８、９）为圆形或椭圆形，在接地板（１）远离馈电端（４）的环形处设有外缝隙（６），所述辐射贴片（５）的内、外边沿（１０、１１）为圆形或椭圆形，在辐射贴片（５）远离馈电端（４）的环形处设有内缝隙（７）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈美娥，王均宏，
申请(专利权)人：北京交通大学，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]