一种加载方形环的低剖面小型化天线制造技术

本发明专利技术涉及一种加载方形环的低剖面小型化天线。本发明专利技术包括平面偶极子、方形环、介质基板Ⅰ、馈电结构和反射板；平面偶极子、方形环分别被设置在介质基板Ⅰ的上下表面，馈电结构垂直放置在反射板的上面，介质基板Ⅰ上表面印刷平面偶极子，下表面印刷方形环，平面偶极子上加载方形缝隙和矩形缝隙。本发明专利技术通过加载方形环，在低频处引入一个新的谐振点，扩大了天线的覆盖频段，并且没有增加天线的额外体积，天线实现了低剖面设计，并通过调节馈电结构来调节因剖面降低所带来的阻抗失配情形。本发明专利技术采用差分馈电进行馈电，且剖面高度低，能有效减小天线的尺寸，且采用PCB板材，加工成本低，制作简单，能很好运用在通信系统中。能很好运用在通信系统中。能很好运用在通信系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种加载方形环的低剖面小型化天线


[0001]本专利技术涉及一种加载方形环的低剖面小型化天线，属于天线


技术介绍

[0002]随着通信技术的飞速发展，尽管目前5G的时代已经到来，但是目前对基站的改进仍然是一个前进的过程，对于目前移动通信中2G/3G/4G的频段覆盖，即1710
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2690MHz的天线研究仍然具有重要意义。在通信系统的前端电路尺寸在逐渐减小，因此在天线性能不改变的情况下，天线的尺寸太大，不适用目前的通信系统，天线的小型化变得尤其重要，为了减小天线的使用数目，降低天线的占用空间，节约基站资源，对天线的宽带化研究也变得很有意义。考虑到制作成本以及加工简便与否，采用PCB形式的印刷成为人们的设计首选。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是：本专利技术提供一种加载方形环的低剖面小型化天线，通过加载方形环，在低频处引入一个新的谐振点，扩宽了天线的覆盖频段，还实现了低剖面结构，实现了天线小型化设计。
[0004]本专利技术技术方案是：一种加载方形环的低剖面小型化天线，包括平面偶极子1、方形环2、介质基板Ⅰ3、馈电结构4和反射板5；所述平面偶极子1、方形环2分别被设置在介质基板Ⅰ3的上下表面，馈电结构4垂直放置在反射板5的上面，馈电结构4、介质基板Ⅰ3相互垂直放置，馈电结构4位于反射板5、介质基板Ⅰ3之间。
[0005]作为本专利技术的进一步方案，所述平面偶极子1、方形环2共同构成天线的辐射主体。
[0006]作为本专利技术的进一步方案，所述介质基板Ⅰ3上表面印刷平面偶极子1，下表面印刷方形环2，平面偶极子1上加载方形缝隙6和矩形缝隙7；平面偶极子1中间加载了十字型缝隙9，并且对十字型缝隙9尾部的平面偶极子1做了切角8处理。
[0007]作为本专利技术的进一步方案，所述馈电结构4包括两组馈电结构；第一组馈电结构包括金属平面Ⅰ10，介质基板Ⅱ11、馈电微带线组Ⅰ12；第二组馈电结构包括金属平面Ⅱ13、介质基板Ⅲ14、馈电微带线组Ⅱ15；第一组馈电结构与第二组馈电结构相互垂直放置；其中，介质基板Ⅱ11和介质基板Ⅲ14相互垂直放置，并且垂直与平面偶极子1；介质基板Ⅱ11的两面分别印刷金属平面Ⅰ10和馈电微带线组Ⅰ12；介质基板Ⅲ14的两面分别印刷金属平面Ⅱ13和馈电微带线组Ⅱ15。
[0008]作为本专利技术的进一步方案，所述馈电微带线组Ⅰ12是由五段微带传输线组成，第一微带线16、第二微带线17、第三微带线18、第四微带线19、第五微带线20依次连接在一起；
[0009]所述馈电微带线组Ⅱ15是由五段微带传输线组成，第六微带线21、第七微带线22、第八微带线23、第九微带线24、第十微带线25依次连接在一起。
[0010]作为本专利技术的进一步方案，所述第一微带线16、第二微带线17在一条直线上，第二微带线17与第三微带线18垂直，第三微带线18与第四微带线19垂直，第四微带线19与第五微带线20在一条直线上，第一微带线16和第二微带线17平行于第四微带线19和第五微带线
20；第六微带线21、第七微带线22在一条直线上，第七微带线22与第八微带线23垂直，第八微带线23与第九微带线24垂直，第九微带线24与第十微带线25在一条直线上，第六微带线21和第七微带线22平行于第九微带线24和第十微带线25，第三微带线18和第八微带线23均加载矩形缝隙。
[0011]作为本专利技术的进一步方案，所述第一微带线16的长度和第五微带线20的长度和宽度相等，第二微带线17和第四微带线19的宽度和长度相等，第三微带线18的宽度和第二微带线17、第四微带线19的宽度相等。第六微带线21的长度和第十微带线25的长度和宽度相等，第七微带线22和第九微带线24的宽度和长度相等，第八微带线23的宽度和第七微带线22、第九微带线24的宽度相等。
[0012]作为本专利技术的进一步方案，所述介质基板Ⅰ3、介质基板Ⅱ11和介质基板Ⅲ14的介电常数为4.4、损耗正切角为0.02的FR4板材。
[0013]作为本专利技术的进一步方案，所述馈电结构4的高度17mm。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术通过一对偶极子工作产生一个谐振点，并在此基础上引入对相同的偶极子，形成交叉结构，并在相邻偶极作切角处理，改变相邻偶极子间的耦合。为了进一步的扩大频率覆盖范围，在介质基板的底部加载一个方形环，在低频处可以引入一个新的谐振点，通过调节环的尺寸大小，可以实现天线的宽带化设计，并且没有增加天线的额外尺寸。馈电结构的不同微带线尺寸，可以很好的调节天线的阻抗，因此可以削弱因降低天线剖面高度所带来的阻抗失配的影响，本专利技术采用FR4介质基板，成本低、易加工，并且实现了天线的宽带化和小型化设计。
附图说明
[0015]图1为本专利技术天线结构的三维示意图；
[0016]图2为本专利技术天线辐射主体的结构示意图；
[0017]图3为本专利技术第一组馈电结构的示意图1；
[0018]图4为本专利技术第二组馈电结构的示意图1；
[0019]图5为本专利技术天线设计过程示意图；
[0020]图6为本专利技术天线不同天线模型的回波损耗示意图；
[0021]图7为本专利技术天线工作在谐振点3的矢量电流示意图；
[0022]图8为本专利技术天线的最后S参数示意图；
[0023]图9为本专利技术第一组馈电结构的示意图2；
[0024]图10为本专利技术第二组馈电结构的示意图2。
[0025]图1中各标号：1
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平面偶极子，2
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方形环，3
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介质基板Ⅰ，4
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馈电结构，5
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反射板，6
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方形缝隙，7
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矩形缝隙，8
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切角，9
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十字型缝隙，10
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金属平面Ⅰ，11
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介质基板Ⅱ，12
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馈电微带线组Ⅰ，13
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金属平面Ⅱ，14
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介质基板Ⅲ，15
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馈电微带线组Ⅱ，16
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第一微带线，17
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第二微带线，18
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第三微带线，19
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第四微带线，20
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第五微带线，21
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第六微带线，22
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第七微带线，23
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第八微带线，24
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第九微带线，25
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第十微带线。
具体实施方式
[0026]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术作进一步说明。
[0027]实施例1：如图1
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图10所示，一种加载方形环的低剖面小型化天线，包括平面偶极子1、方形环2、介质基板Ⅰ3、馈电结构4和反射板5；所述平面偶极子1、方形环2分别被设置在介质基板Ⅰ3的上下表面，馈电结构4垂直放置在反射板5的上面本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加载方形环的低剖面小型化天线，其特征在于：包括平面偶极子(1)、方形环(2)、介质基板Ⅰ(3)、馈电结构(4)和反射板(5)；所述平面偶极子(1)、方形环(2)分别被设置在介质基板Ⅰ(3)的上下表面，馈电结构(4)垂直放置在反射板(5)的上面，馈电结构(4)、介质基板Ⅰ(3)相互垂直放置，馈电结构(4)位于反射板(5)、介质基板Ⅰ(3)之间。2.根据权利要求1所述的加载方形环的低剖面小型化天线，其特征在于：所述平面偶极子(1)、方形环(2)共同构成天线的辐射主体。3.根据权利要求1所述的加载方形环的低剖面小型化天线，其特征在于：所述介质基板Ⅰ(3)上表面印刷平面偶极子(1)，下表面印刷方形环(2)，平面偶极子(1)上加载方形缝隙(6)和矩形缝隙(7)；平面偶极子(1)中间加载了十字型缝隙(9)，并且对十字型缝隙(9)尾部的平面偶极子(1)做了切角(8)处理。4.根据权利要求1所述的加载方形环的低剖面小型化天线，其特征在于：所述馈电结构(4)包括两组馈电结构；第一组馈电结构包括金属平面Ⅰ(10)，介质基板Ⅱ(11)、馈电微带线组Ⅰ(12)；第二组馈电结构包括金属平面Ⅱ(13)、介质基板Ⅲ(14)、馈电微带线组Ⅱ(15)；第一组馈电结构与第二组馈电结构相互垂直放置；其中，介质基板Ⅱ(11)和介质基板Ⅲ(14)相互垂直放置，并且垂直与平面偶极子(1)；介质基板Ⅱ(11)的两面分别印刷金属平面Ⅰ(10)和馈电微带线组Ⅰ(12)；介质基板Ⅲ(14)的两面分别印刷金属平面Ⅱ(13)和馈电微带线组Ⅱ(15)。5.根据权利要求1所述的加载方形环的低剖面小型化天线，其特征在于：所述馈电微带线组Ⅰ(12)是由五段微带传输线组成，第一微带线(16)、第二微带线(17)、第三微带线(18)、第四微带线(19)、第五微带线(20)依次连接在一起；所述馈电微带线组Ⅱ(15)...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兰，陈华，朱永豪，张纪芳，颜艳，杨楚璇，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：