双频宽带E形微带天线制造技术

本发明专利技术提供的是一种双频宽带Ｅ形微带天线，它包括Ｅ形贴片３，主馈线１直接连接到Ｅ形贴片３的同轴馈电点ＳＭＡ接头２上，ＳＭＡ接头穿过地面和介质与Ｅ形贴片３的中间臂直接接触，Ｅ形贴片３的另外两臂对称地分布在馈电点的两侧、距中间臂边沿的距离为Ｌ↓［３］，在Ｅ形贴片３上通过加载连接Ｔ形贴片（弯折Ｔ形贴片）４、构成天线的主辐射单元，Ｅ形贴片３与Ｔ形贴片（弯折Ｔ形贴片）之间有宽度为ｔ，Ｔ形贴片（弯折Ｔ形贴片）与Ｅ形贴片的连接处两侧开有对称的宽度ｔ２和深度ｔ１的槽。本发明专利技术有较高增益，工作频带宽，电流分布均匀，能有效提高通信质量，重量轻、体积小、便于和电路集成，能广泛应用于便携设备和室内的覆盖和无线局域网中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种双频E-形微带天线。具体地说是一种用于移动通信系统中 作为低、中等增益的室内覆盖和无线局域网中，工作频段为2400-2500及 5100-5850MHz的微带天线。(二)
技术介绍
目前同样用途的天线存在以下缺点(1)目前要求天线的增益比较高，比如要有4-6dBi的增益。而已有的室内天线和无线局域网天线，其技术多是传统的 单极子和对称阵子形式，所以方向图是上下对等。在实际应用上，实际上向上方 向的电波辐射几乎全部浪费，所以增益比较低，并且频带比较窄，这样地增益的 天线使信号白白浪费，从而影响通信质量。(2)目前使用的室内覆盖和无线局域 网天线大多是吸顶式天线，其频带控制比较困难，而用户希望采用双频宽带天线， 等于充分利用资源，提高天线使用灵活性。目前的室内覆盖和无线局域网天线不 能满足这种需求。(3)目前用户使用的天线要求小型化，而微带天线制造简单， 便于集成，能很好的实现小型化。目前的室内覆盖和无线局域网天线不能满足这 种需求。(4)现在的通信对带宽的要求越来越高，目前的吸顶式天线和室内天线 不能满足现在的通信需求，特别是双频宽频带高增益天线达不到要求。(三)
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种有较高增益，工作频带宽，电流分布均匀，能有 效提高通信质量的双频宽带E形微带天线。 本专利技术的目的是这样实现的它包括E形贴片3，主馈线1连接到E形贴片3的同轴馈电点SMA接头2， SMA接头穿过地面和介质与E形贴片3的中间臂(宽度为W,)直接接触，两臂 的长度为L,，中间E形贴片3的另外两臂对称地分布在馈电点的两侧、距中间 臂边沿的距离为L3，在E形贴片3上通过加载连接T形贴片4，构成天线的主 辐射单元，E形贴片3与T形贴片之间的缝隙宽度为t， T形贴片与E形贴片的 连接处两侧开有对称的宽度t2和深度^的槽，E形贴片与T形贴片的耦合边宽度3为W5。本专利技术还可以包括当T形贴片的尺寸较长，不能实现小型化设计时，采用弯折T形贴片结构， 即T形贴片的两个非连接端弯折，使天线的单元尺寸减小，从而实现小型化设计。 此时，主辐射单元包括E形贴片和弯折T形贴片。通过有效的调节E形贴片上的开槽和T形贴片(弯折T形贴片)的两臂的 长度和宽度，改变天线高频段和低频段的工作频率和工作带宽，实现双频宽频带 微带天线的可控操作。整个辐射单元共同印刷在介电常数为4.4介质基板上。L3和t可以改变E形 微带天线的工作频段，通过简单的调节能使该E形天线工作在5.1GHz 5.8GHz。 通过调节W4能使设计的T形加载微带天线工作在2.4GHz 2.5GHz，但是调节 t,和t2时会对E形贴片的电流分布产生影响，影响E形贴片的辐射， 一般在使用时，仅仅调节W4和t就能满足低频段的辐射性能。有益效果(1)本专利技术利用电波传导原理把电波渐渐引导至T形贴片，槽区 包括耦合区t、激励区t2、辐射区L3，因为电波沿着引导的方向辐射，其方向图 集中在E形贴片和T形贴片上，所以有效的增加天线的带宽和天线的辐射效率， 比通常的微带天线的效率高10%左右，同时天线的带宽比已有此应用的天线带宽 宽2倍以上。(2)本专利技术利用电波传导原理，利用微带天线开槽等特性增加微带 天线的阻抗带宽，同时利用耦合寄生特性，增强T形贴片的电流强度，进而增加 其辐射带宽。(3)本专利技术基本上是全向天线，可安装在塑料桶内和任何形状的天 线罩内，因其增益高，切方向图比较理想，方向图能覆盖整个空间，电流分布均 匀，实现无盲区覆盖，大大提高了通信质量，改善了通信环境。(4)本专利技术使用 微带天线的形式，重量轻、体积小、便于和电路集成，能广泛应用于便携设备和 室内的覆盖和无线局域网中，呈现小巧玲珑之状。 附图说明图1为本专利技术实例的正面示意图2为本专利技术实例的侧面示意图3为本专利技术实例底面示意图4为本专利技术实例的回波损耗测试曲线；图5为本专利技术实例在5.1GHzE面测试的方向图； 图6为本专利技术实例在5.1GHzH面测试的方向图； 图7为本专利技术实例在5.5GHzE面测试的方向图； 图8为本专利技术实例在5.5GHzH面测试的方向图； 图9为本专利技术实例在5.85GHzE面测试的方向图； 图10为本专利技术实例在5.85GHzH面测试的方向图； 图11为本专利技术实例在2.4GHzE面测试的方向图； 图12为本专利技术实例在2.4GHzH面测试的方向图； 图13为本专利技术实例在2.5GHzE面测试的方向图； 图14为本专利技术实例在2.5GHzH面测试的方向图； 图15为本专利技术的另一实例的结构的正面示意图。 具体实施方式 下面结合附图举例对本专利技术做更详细地描述基于E形宽带天线的设计原理，简化改装天线的结构，并采用加载的形式， 适当的选择耦合槽的宽度、介质板的厚度和介电常数，取得了良好的匹配性能， 而后改进了E形贴片的结构，适当在T形贴片与E形贴片连接处开槽，并优化 设计了 E形贴片和T形贴片的形状和尺寸，使之成为小型化双频宽频带E形天 线，它由激励区、传输区和两个辐射片组成，实现全向辐射特性。由于E形贴片 原有的全向特性和T形与E形贴片共用馈电，使得T形加载贴片可以看成是一 对对称阵子(偶极子)天线，从而是高频段和低频段都有很好的全向辐射特性。 最后为了使设计的天线的辐射特性更理想化，也就是水平面真正的实现均匀覆 盖，则采取在天线E形与T形贴片处设计凹槽，使之能很好的实现共用馈电结 构。下面将结合附图和实施实例对本专利技术的技术方案进行详细的说明。 图1至图3中，其中l为馈电电缆，2为馈电接头(SMA接头)，3为E形 贴片，4为T形加载贴片(弯折T形贴片)。 实施实例1:如图1、 2和3所示，50Q主馈线1直接连接到微带天线的馈电SMA接头 2，通过SMA接头穿过地平面和介质板，直接与E形贴片接触。调节Ls、 t,和t2可以确定高频段的工作频率和工作带宽，是设计的天线工作在5.1GHz 5.8GHz，满足无线局域网络等的通信需要。调整W4的尺寸能改变所设计天线在低频段的工作频率，当W4较窄时，天线在低端谐振在2.4GHz以下，当增大W4的宽度，天线低端的谐振点将向高频 段移动。U为T形贴片的长度，W2为T形贴片的馈电臂的宽度，缝隙t是E形 贴片和T形贴片之间的距离，改变t的大小主要改变E形贴片和T形贴片之间的 耦合度，它主要决定低频段的谐振带宽，当t增加，会使谐振带宽变窄，当t较小时会使天线有较好的谐振带宽。t2是T形贴片的馈电接入开槽缝隙，t2对高频段有重要的影响。S为馈电接头到E形贴片中间臂边沿的距离。为了减小E形和T形辐射片对入射波的反射，它的形状，主要采取适当的开槽形状，同时，为了使波束不上翘，集中在水平方向，采取了T形和E形的开槽耦合和直接耦合相结合的方式。本实例中，图1的尺寸为L尸25.5mm; L2=6.8mm; L3=8mm;L4=32mm;W4=6.5mm; W2=1.9mm; W3=4mm; W尸8mm; t=2.5mm; t尸L8mm; t2=3.6mm.实施实例2:如图15所示，按照天线尺寸与频率(波长)的关系，适当的改变E形天线 的尺寸和T形天线的尺寸。此天线可以应用在GSM、 WCDMA、 CDMA2000和 TD-SCDMA的移动通信中。具体的设计尺寸为如图15所示。图15中的I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双频宽带Ｅ形微带天线，它包括Ｅ形贴片（３），其特征是：主馈线（１）连接到Ｅ形贴片（３）的同轴馈电点ＳＭＡ接头（２），ＳＭＡ接头穿过地面和介质与Ｅ形贴片（３）的中间臂直接接触，Ｅ形贴片（３）的另外两臂对称地分布在馈电点的两侧、距中间臂边沿的距离为Ｌ↓［３］，在Ｅ形贴片（３）上通过加载连接Ｔ形贴片（４）构成天线的主辐射单元，Ｅ形贴片（３）与Ｔ形贴片之间有宽度间隙ｔ，Ｔ形贴片与Ｅ形贴片的连接处两侧开有对称的宽度ｔ↓［２］和深度ｔ↓［１］的槽。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓冬，李迎松，刘乘源，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：93[中国|哈尔滨]