一种宽带贴片天线制造技术

本发明专利技术提供一种宽带贴片天线，该宽带贴片天线包括介质基板、接地金属板、两个辐射金属贴片、一段馈线、同轴馈电端，以及将两个贴片与接地板相连接的多个过孔销钉。本发明专利技术采用两个一边短路接地的1/4波长谐振天线，两个贴片天线的谐振频率略有差异。两个贴片与地的短路由接地通孔实现，且位于两个贴片较远的边沿，两个贴片靠近的边沿由一段微带线连接，其中一个辐射贴片由过孔穿过介质层和地面实现同轴形式馈电。两个贴片较远的边沿由过孔接地为非辐射边，靠近的边沿为辐射边，辐射边沿相对远离地面的边沿，地面的尺寸对天线辐射性能的影响降低，两个天线谐振频率的差异，使得天线总的带宽比较宽，天线采用一边短路的谐振方式，一个谐振贴片尺寸只有普通微带天线的一半，两个这样的辐射贴片天线总体尺寸与普通微带贴片天线相当。采用本技术方案的天线结构具有体积小、带宽宽、辐射方向图稳定等特点。带宽宽、辐射方向图稳定等特点。带宽宽、辐射方向图稳定等特点。

【技术实现步骤摘要】
一种宽带贴片天线


[0001]本专利技术属于天线领域，具体涉及工作在国内微波通信频段5.64
‑
6.20GHz，中心频率为5.90GHz的一种宽带微带贴片天线。

技术介绍

[0002]贴片天线具有体积小、成本低、易集成等优点，其在工程运用中具有非常高的实用价值。因此自从贴片天线提出用于辐射单元以来，对贴片天线的研究受到了国内外的广泛关注。通常情况下，贴片天线的带宽非常窄，只有3％左右。随着无线通信对通信带宽、通信速率，和高度集成化的要求逐步提高，研究小型化宽带的辐射贴片单元对无线通信的发展具有非常实际的意义。
[0003]由于微带贴片天线具有高Q值的特性，因此提高贴片天线带宽最直接的方式为增加天线介质板的厚度或选用介电常数小的介质板。除此以外，国内外关于增加微带贴片天线带宽的研究也取得了一些有意义的成果。目前，实现宽带的主要方法包括采用非传统馈电方式，如：L型探针馈电或缝隙耦合馈电等、采用在贴片上开槽、采用多层贴片或加载寄生贴片等。

技术实现思路

[0004]为满足现代通信对天线小型化、宽带宽的要求，本专利技术实施例提供一种宽带贴片天线，采用本技术方案的贴片天线结构具有体积小、带宽宽、辐射方向图稳定等特点。
[0005]本专利技术采用技术方案如下：
[0006]一种宽带贴片天线，其特征在于，包括介质基板、接地板、两个1/4波长谐振辐射金属贴片、一段连接两个辐射贴片的微带线，一个通孔构成的同轴线馈电端，以及将上层的两个贴片与接地板相连接的两组金属化通孔；
>[0007]所述两个贴片与地的短路由接地通孔实现，且位于两个贴片较远的边沿，两个贴片靠近的边沿由一段微带线连接，其中一个辐射贴片由过孔穿过介质层和地面实现同轴形式馈电。
[0008]进一步地，所述两个1/4波长谐振辐射金属贴片尺寸略有差异以实现谐振频率略有差异。
[0009]进一步地，所述两个1/4波长谐振辐射金属贴片放置在介质层的上方，两个贴片相隔一定距离，较远的边由多个金属化通孔短路到地。
[0010]进一步地，所述两个1/4波长谐振辐射金属贴片采用微带线连接，所述微带线其中一端嵌入式地与其中一辐射贴片连接，另一端与另一辐射贴片直接相连。
[0011]进一步地，与微带线直接连接的辐射金属贴片在由一个金属化通孔穿过介质层和接地板，通孔与接地板并不相连，构成的同轴线馈电端。
[0012]本专利技术通过同轴线馈电端馈电，两个贴片较远的边沿由过孔接地为非辐射边，靠近的边沿为辐射边，辐射边沿相对远离地面的边沿，地面的尺寸对天线辐射性能的影响降
低，两个天线谐振频率的差异，使得天线总的带宽比较宽。天线采用一边短路的谐振方式，一个谐振贴片尺寸只有普通微带天线的一半，两个这样的辐射贴片天线总体尺寸与普通微带贴片天线相当。
[0013]本专利技术的宽带贴片天线，具有如下有益效果：
[0014](1)本专利技术天线采用单层贴片和单层介质结构，具有尺寸小、重量轻、成本低、易集成等特点。
[0015](2)本实例新型天线采用两个尺寸不同的1/4波长贴片天线，两个天线谐振频率的差异使得天线总的带宽比较宽。
[0016](3)天线采用一边短路的谐振方式，一个谐振贴片尺寸只有普通微带天线的一半，两个这样的辐射贴片天线总体尺寸与普通微带贴片天线相当。
附图说明
[0017]图1为本专利技术实施例的俯视图；
[0018]图2为本专利技术实施例的侧视图；
[0019]图3为本专利技术实施例的尺寸标识图；
[0020]图4为本专利技术例的回波损耗图；
[0021]图5为本专利技术例的最大增益曲线图；
[0022]图6为本专利技术实施例的天线在两个不同频点的远场辐射图。
[0023]附图标号说明：1一个金属辐射贴片；2另一个金属辐射贴片；3上层贴片与接地板相连的金属化通孔；4介质基板；5同轴线馈电内层导体；6同轴线馈电端口；7天线地板；8连接辐射贴片的微带线。
具体实施方式
[0024]下面将结合附图对本专利技术技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。
[0025]需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域技术人员所理解的通常意义。
[0026]如图1、图2所示，本实施例提供了一种宽带贴片天线，包括介电常数为4.5，高度h＝1.2mm的介质基板4、位于介质基板上方的两个1/4波长辐射贴片：贴片1和贴片2、将两个辐射贴片连接起来的微带线8、介质基板下方的接地板7、同轴线馈电端口6以及将介质层上方贴片和介质层下方的接地板连接起来的两组金属化通孔3。
[0027]介质层上方的辐射贴片1和辐射贴片2相隔较远的长边长度相同，另外一短边宽度相差0.2mm，具体地，辐射贴片2的短边宽度比辐射贴片1短边宽度宽0.2mm。微带线8将贴片1和贴片2相连，其中，微带线8与贴片1直接相连，与贴片2嵌入式地连接，其嵌入深度为L1 mm，微带线嵌入贴片2部分与贴片间隙为0.2mm。
[0028]本专利技术天线采用同轴线馈电方式，馈电端口如图2中6所示，端口6所示的同轴线外层与接地板7相接，同轴线内层5馈电至贴片1处。由于两个天线谐振频率的差异，使得天线总的带宽比较宽，通过调节贴片1和贴片2的尺寸，可以改变天线谐振频点。此外，天线采用
一边短路的谐振方式，一个谐振贴片尺寸只有普通微带天线的一半，两个这样的辐射贴片天线总体尺寸与普通微带贴片天线相当。
[0029]结合图1
‑
3可以看出，在贴片天线辐射边靠外侧的一边采用半径为r的圆柱形金属化通孔接地，共有两组接地通孔，每组有九个，每个通孔等距离D1分布，其中心点距离贴片边缘为D2。金属化通孔将贴片1、2上对称分布的电流切断，贴片从原来的尺寸减小一半。
[0030]结合图3中各参数可以看出，介质基板长宽等长，尺寸为W1 mm，L2、W2分别为贴片1的长和宽，L2、W3分别为贴片2的长和宽。微带线8的长度为L5+L6 mm，其中嵌入贴片的长度为L8 mm，微带线8嵌入贴片2的缝隙宽度为(L3
‑
L4)mm。
[0031]为进一步验证上述天线结构的性能，按表1所示的具体参数设置进行仿真，仿真效果如图4
‑
图6所示。
[0032]表1天线尺寸仿真数据
[0033][0034][0035]图4为本实例的阻抗带宽仿真结果，由图可知，天线阻抗带宽(<
‑
10dB)范围为5.64
‑
6.20GHz，相对带宽为9.5％，与传统贴片天线3％的相对带宽相比，该天线具有较宽的工作带宽。
[0036]图5为本实例的增益仿真结果图，由图可知，在工作频段内，天线的最大增益范围为2
‑
4dB，该天线增益范围能保证天线正常工作。
[0037]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种宽带贴片天线，其特征在于，包括介质基板、接地板、两个1/4波长谐振辐射金属贴片、一段连接两个辐射贴片的微带线，一个通孔构成的同轴线馈电端，以及将上层的两个贴片与接地板相连接的两组金属化通孔。2.根据权利要求1所述的宽带贴片天线，其特征在于，所述两个1/4波长谐振辐射金属贴片尺寸略有差异以实现谐振频率略有差异。3.根据权利要求1所述的宽带贴片天线，其特征在于，所述两个1/4波长谐振辐射金属贴片放置在介质层...

【专利技术属性】
技术研发人员：金龙，张若晗，蔺洋渺，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：