小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，屬于無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]無(wú)線(xiàn)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使現(xiàn)有的頻譜資源日益緊張，對(duì)無(wú)線(xiàn)通信的系統(tǒng)容量及傳輸速率提出了越來(lái)越高的要求。超寬帶技術(shù)由于其低功耗，高數(shù)據(jù)傳輸率，高分辨率，低成本，抗干擾能力強(qiáng)，保密性好和能與其他窄帶通信系統(tǒng)共存等一系列優(yōu)點(diǎn)而受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。相比于傳統(tǒng)天線(xiàn)，超寬帶天線(xiàn)設(shè)計(jì)面臨更多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的寬帶天線(xiàn)不能無(wú)失真的傳輸U(kuò)WB信號(hào)。
[0003]目前常見(jiàn)的UWB天線(xiàn)如螺旋天線(xiàn)、對(duì)數(shù)周期天線(xiàn)、TEM喇叭天線(xiàn)、Vivaldi天線(xiàn)等存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)和小型化系統(tǒng)集成等問(wèn)題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，解決體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，阻抗帶寬很寬的需求問(wèn)題，滿(mǎn)足現(xiàn)有無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò)的高性能通信。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0006]—種小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，包括基板、福射貼片和饋電傳輸線(xiàn);所述輻射貼片設(shè)置在基板的正面，采用一個(gè)矩形框中帶有一個(gè)倒T的形狀;所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線(xiàn)之間通過(guò)平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)連接;所述平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)的弧線(xiàn)對(duì)應(yīng)的圓心角為90度;所述基板背面部分覆蓋有銅片，基板背面上設(shè)置有倒T型開(kāi)口槽;所述開(kāi)口槽的周邊覆蓋有輻射貼片。
[0007]前述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述基板采用FR4基板。
[0008]前述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述基板的尺寸為18mmX 12mmX 1.6m。
[0009]前述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)的弧線(xiàn)對(duì)應(yīng)的圓半徑為2mm。
[0010]前述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述倒T型開(kāi)口槽設(shè)置在基板背面的中央部分。
[0011]本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果:1.本天線(xiàn)單元的尺寸很小，只有18mmX 12mm X1.6mm,體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且天線(xiàn)增益高;2.天線(xiàn)的工作頻帶在2.37GHz-2.57GHz和
3.6GHz-l 1.7GHz，其高頻部分的帶寬比其他天線(xiàn)寬，整體輻射效率好，天線(xiàn)模擬仿真的效率可以高達(dá)78.6% ；3.用途比較寬泛，可以滿(mǎn)足WLAN(2.45GHz) ,WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應(yīng)用的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖l(a)(b)分別是本裝置的正面和背面的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖2是本裝置仿真和實(shí)測(cè)的回波損耗示意圖；
[0014]圖3是本裝置仿真的增益曲線(xiàn)示意圖；
[0015]圖4是本裝置中T型結(jié)構(gòu)的影響示意圖；
[0016]圖5(a)(b)分別是本裝置在2.45GHz頻點(diǎn)時(shí)實(shí)測(cè)和仿真的X0Z和yoz面方向示意圖；
[0017]圖6(a)(b)分別是本裝置在5GHz頻點(diǎn)時(shí)實(shí)測(cè)和仿真的xoz和yoz面方向示意圖。
[0018]附圖標(biāo)記的含義:
[0019]1-基板、2-輻射貼片，3-饋電傳輸線(xiàn)，4-開(kāi)□槽，5-平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
[0021]如圖1所示，給出了本實(shí)施例中天線(xiàn)的具體尺寸，圖中尺寸的單位均為mm。整個(gè)天線(xiàn)平鋪在18mmX 12mmX I.6mm的FR4基板上，F(xiàn)R4材料的損耗切角為tanS = 0.02，介電常數(shù)εΓ=4.4。天線(xiàn)的正面為一個(gè)矩形中間包含一個(gè)T型結(jié)構(gòu)，背面為殘缺地(即不是整個(gè)基板背面都是金屬地，基板背面不是全部敷銅作為地板，只有部分被銅片覆蓋)，殘缺地上設(shè)置有一 T型開(kāi)口槽，該T型開(kāi)口槽可以對(duì)整個(gè)天線(xiàn)進(jìn)行電容匹配。從對(duì)稱(chēng)性考慮，T型開(kāi)口槽具體位置在中央部分，否則天線(xiàn)的方向圖會(huì)不對(duì)稱(chēng)，背面開(kāi)口槽周?chē)妮椛滟N片是地板。
[0022]在本裝置中平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)有益于超寬帶的獲得，是一種超寬帶結(jié)構(gòu)，通過(guò)改變對(duì)應(yīng)的圓半徑，天線(xiàn)的阻抗匹配也會(huì)隨之變化。在本實(shí)施例中，采用2_的半徑。
[0023]如圖2，實(shí)線(xiàn)為設(shè)計(jì)天線(xiàn)的仿真回波損耗曲線(xiàn)，-1OdB的頻帶范圍是2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-l 1.7GHz。圖中虛線(xiàn)為制作天線(xiàn)實(shí)物的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，-1OdB頻帶范圍是2.42GHz-2.63GHz和3.84GHz_10.1GHz，都能滿(mǎn)足WLAN協(xié)議，WiMAX協(xié)議和UWB的部分頻帶要求(WLAN(2.45GHz)，WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應(yīng)用的需求)。
[0024]如圖3是天線(xiàn)仿真的增益曲線(xiàn)，天線(xiàn)在低頻部分和高頻部分的平均增益分別是-2.2dBi和4.8dBi。
[0025]圖4是天線(xiàn)中T型結(jié)構(gòu)的影響。天線(xiàn)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的T型結(jié)構(gòu)與外矩形之間的縫隙距離為s，圖中給出了s從0.1mm-0.4_變化，對(duì)天線(xiàn)回波損耗曲線(xiàn)的影響。
[0026]如圖5，圖(a)為2.45GHz頻點(diǎn)的xoz面方向圖，圖(b)是2.45GHz頻點(diǎn)的yoz面方向圖。
[0027]如圖6，圖(a)為5GHz頻點(diǎn)的xoz面方向圖，圖(b)是5GHz頻點(diǎn)的yoz面方向圖。
[0028]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和變形，這些改進(jìn)和變形也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，包括基板、輻射貼片和饋電傳輸線(xiàn);所述輻射貼片設(shè)置在基板的正面，采用一個(gè)矩形框中帶有一個(gè)倒T的形狀;所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線(xiàn)之間通過(guò)平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)連接;所述平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)的弧線(xiàn)對(duì)應(yīng)的圓心角為90度;所述基板背面部分覆蓋有銅片，基板背面上設(shè)置有倒T型開(kāi)口槽;所述開(kāi)口槽的周邊覆蓋有輻射貼片。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述基板采用FR4基板。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述基板的尺寸為ISmmX12mmX 1.6mm04.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)的弧線(xiàn)對(duì)應(yīng)的圓半徑為2mm。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，所述倒T型開(kāi)口槽設(shè)置在基板背面的中央部分。
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種小型雙頻帶超寬帶天線(xiàn)，其特征是，包括基板、輻射貼片和饋電傳輸線(xiàn)；所述輻射貼片設(shè)置在基板的正面，采用一個(gè)矩形框中帶有一個(gè)倒T的形狀；所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線(xiàn)之間通過(guò)平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)連接；所述平滑的曲線(xiàn)結(jié)構(gòu)的弧線(xiàn)對(duì)應(yīng)的圓心角為90度；所述基板背面的底部設(shè)置倒T型開(kāi)口槽。本實(shí)用新型所達(dá)到的有益效果：1.本天線(xiàn)單元的尺寸很小，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且天線(xiàn)增益高；2.天線(xiàn)的工作頻帶在2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-11.7GHz，其高頻部分的帶寬比其他天線(xiàn)寬，整體輻射效率好；3.用途比較寬泛。
【IPC分類(lèi)】H01Q1/50, H01Q1/48, H01Q1/38, H01Q5/25
【公開(kāi)號(hào)】CN205355250
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201620025900
【發(fā)明人】楊凌升, 房建平, 徐宏嶺
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)
【公開(kāi)日】2016年6月29日
【申請(qǐng)日】2016年1月12日