一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线线，包括：辐射体、介质基板、金属地、馈线、立体介质板和金属圆柱；环形的金属圆柱阵列将日型槽和立体介质板分割成相互独立的两个谐振器，中间谐振器包括立体介质板中间区域和“一”形槽；外谐振器包括环形槽和立体介质板外部区域；金属馈线通过“一”形槽和环形槽对内外两个独立谐振器进行馈电，使其工作在不同频率，这样实现天线产生多个频段，具有结构简单、体积小和更易于制造的优点。体积小和更易于制造的优点。体积小和更易于制造的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线


[0001]本技术属于光微带天线
，更为具体地讲，涉及一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线。

技术介绍

[0002]在无线通信系统中，天线是必不可少的重要组成部分。随着无线通信系统的发展，天线的设计技术也不断进步和提高，比如天线的多频段既是发展趋势，也是在天线设计过程中必须考虑的。谐振分枝法是应用最多、也是最容易理解的一种多频实现方法。在传统的GSM/DCS/PCS和双频WIFI天线的设计中应用非常广泛。2014年，Du Li Bo所发表的“Design of Dual
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band Filter for GSM andWLAN application”中，设计应用于双频GSM通信系统和双频WLAN通信系统的双频天线和双频滤波器。其中GSM双频天线采用改进的对称振子天线结构实现。该天线由两组对称振子组成，一组为折叠的带状振子，用于辐射低频信号；另一组为蝶形振子，用于辐射高频信号。
[0003]倍频设计利用谐波的原理把一个分枝实现多个频段。在单分枝的天线设计中，可以通过一些结构方式，合理的利用谐波特性来实现単分枝结构天线的多频谐振。2015年，Liu Tao所发表的“Study and Design of Multiband Monopole PatchAntenna”中，工作在WLAN/WiMAX频段的一种采用多枝节结构的矩形单极子天线，这种矩形单极子天线包含密集的多分枝结构，分别形成不同的谐振电流路径，因此实现了多频工作。
[0004]然而多分枝结构通常用于两个频段时效果比较理想，当频段超过三个频段或者不同长度的分枝超过三个枝节时，分枝之间的互扰会变大，枝节引起天线各个频段的性能变差。单分支的多频都是出现3倍基波的，而实际天线设计很少有多频天线的高频谐振点刚好出现在基波的奇数倍上，而且对单极子或偶极子天线进行结构弯折等处理以后，天线高频的谐振频点会慢慢变低。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，通过一种“日”型槽和金属圆柱阵列组合方式实现微带天线产生多个频段。
[0006]为实现上述专利技术目的，本专利技术一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，包括：辐射体、介质基板、金属地、馈线、立体介质板和金属圆柱；
[0007]所述介质基板为长方形介质块，将介质基板的底部做金属化处理，作为多频微带天线的金属地，用于接地；在金属地的正下方设置一个立体介质板，金属地和立体介质板重合部分的中心位置处设置“日”型槽，作为天线的辐射体；所述立体介质板内均匀分布一周沿边缘等间隔排布的金属圆柱，其深度完全贯穿立体介质板；在与“日”型槽垂直方向的中央设置一金属馈线，金属馈线置于介质基板的正面。
[0008]本技术的专利技术目的是这样实现的：
[0009]本专利技术一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线线，包括：辐射体、介质基板、金属地、馈线、立体介质板和金属圆柱；环形的金属圆柱阵列将日型槽和立体介质板分割成相互独立的两个谐振器，中间谐振器包括立体介质板中间区域和“一”形槽；外谐振器包括环形槽和立体介质板外部区域；金属馈线通过“一”形槽和环形槽对内外两个独立谐振器进行馈电，使其工作在不同频率，这样实现天线产生多个频段，具有结构简单、体积小和更易于制造的优点。
附图说明
[0010]图1是一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线结构原理图；
[0011]图2是日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线的尺寸标注示意图；
[0012]图3展示了日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线的反射系数随频率变化的曲线。
具体实施方式
[0013]下面结合附图对本专利技术的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本专利技术。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本专利技术的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。
[0014]实施例
[0015]图1是一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线结构原理图。
[0016]在本实施例中，如图1所示，本专利技术一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，包括：辐射体1、介质基板2、金属地3、馈线4、立体介质板5 和金属圆柱6；
[0017]介质基板2为长方形介质块，将介质基板2的底部做金属化处理，作为多频微带天线的金属地3，用于接地；在金属地3的正下方设置一个立体介质板5，金属地3和立体介质板5重合部分的中心位置处设置“日”型槽，作为天线的辐射体1；在立体介质板5内均匀分布一周沿边缘等间隔排布的金属圆柱6，其深度完全贯穿立体介质板5；在与“日”型槽垂直方向的中央设置一金属馈线4，金属馈线4置于介质基板2的正面。
[0018]在本实施例中，日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线的尺寸标注如图2所示，具体的尺寸取值如表1所示；
[0019]名称L1L2W0W2W1L3L0LPLT尺寸17.4515302.9833030.21110名称WXWYLKKLPKdhWdd1WPWPP尺寸61030202212836
[0020]表1(单位mm)
[0021]在本实施例中，介质基板与立体介质板均采用材料为FR4、介电常数为4.4 的板材；结合图2和表1，我们可以看到介质基板的长宽为77.765mm
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60mm，厚度为1.6mm；立体介质板的长宽为36mm
×
30mm，厚度为3mm。
[0022]金属馈线的阻抗为50欧姆，在本实施例中采用长30mm、宽为2.98mm以及长为15mm、宽为2.98mm的两块金属贴片组成。
[0023]“日”型槽的规格看成多个矩形块组成，其中，两个横向矩形块的长宽为 28mm
×
dl
＝1mm、两个竖向矩形块的长宽为20mm
×
1mm，位于中间的横向矩形块的长宽为10mm
×
1mm。
[0024]金属圆柱围绕“日”型槽的中间“一”型槽均匀分布，金属圆柱的直径d＝1mm 深度dh＝10mm，两排横向放置的金属圆柱以原点为对称点平行放置，每排金属圆柱距离远点的距离WX＝6mm，金属圆柱之间的距离为Wd＝2mm，每一排有 11个金属圆柱，在两排金属圆柱的第一个金属圆柱和最后一个金属圆柱之间的立体介质板上开两列空气圆柱孔，每列均有3个直径为1mm的圆柱孔，间隔3mm 等间距摆列。
[0025]图3展示了日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线的反射系数随频率变化的曲线。
[0026]在本实施例中，通过日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线进行仿真，通过图3可以看到天线的仿真回波损耗在2.71
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2.81GHZ、3.25
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3.40GHZ附近、 5.92
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7.26GHZ频率范围内都低于
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，包括：辐射体、介质基板、金属地、馈线、立体介质板和金属圆柱；所述介质基板为长方形介质块，将介质基板的底部做金属化处理，作为多频微带天线的金属地，用于接地；在金属地的正下方设置一个立体介质板，金属地和立体介质板重合部分的中心位置处设置“日”型槽，作为天线的辐射体；所述立体介质板内均匀分布一周沿边缘等间隔排布的金属圆柱，其深度完全贯穿立体介质板；在与“日”型槽垂直方向的中央设置一金属馈线，金属馈线置于介质基板的正面。2.根据权利要求1所述的一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，其特征在于，所述介质基板和立体介质板均采用材料为FR4、介电常数为4.4的板材。3.根据权利要求1所述的一种日型槽与金属圆柱阵列结合的多频微带天线，其特征在于，所述金属馈线的阻抗为50欧姆。4.根据权利要求1所述的一种日...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗文基，刘增星，杨阳，
申请(专利权)人：东莞理工学院，
类型：新型
国别省市：