專利名稱：雙頻寬帶e形微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雙頻E-形微帶天線。具體地說是一種用于移動(dòng)通信系統(tǒng)中 作為低、中等增益的室內(nèi)覆蓋和無線局域網(wǎng)中，工作頻段為2400-2500及 5100-5850MHz的微帶天線。
(二)
背景技術(shù)：
目前同樣用途的天線存在以下缺點(diǎn)(1)目前要求天線的增益比較高，比如
要有4-6dBi的增益。而已有的室內(nèi)天線和無線局域網(wǎng)天線，其技術(shù)多是傳統(tǒng)的 單極子和對(duì)稱陣子形式，所以方向圖是上下對(duì)等。在實(shí)際應(yīng)用上，實(shí)際上向上方 向的電波輻射幾乎全部浪費(fèi)，所以增益比較低，并且頻帶比較窄，這樣地增益的 天線使信號(hào)白白浪費(fèi)，從而影響通信質(zhì)量。(2)目前使用的室內(nèi)覆蓋和無線局域 網(wǎng)天線大多是吸頂式天線，其頻帶控制比較困難，而用戶希望采用雙頻寬帶天線， 等于充分利用資源，提高天線使用靈活性。目前的室內(nèi)覆蓋和無線局域網(wǎng)天線不 能滿足這種需求。(3)目前用戶使用的天線要求小型化，而微帶天線制造簡單， 便于集成，能很好的實(shí)現(xiàn)小型化。目前的室內(nèi)覆蓋和無線局域網(wǎng)天線不能滿足這 種需求。(4)現(xiàn)在的通信對(duì)帶寬的要求越來越高，目前的吸頂式天線和室內(nèi)天線 不能滿足現(xiàn)在的通信需求，特別是雙頻寬頻帶高增益天線達(dá)不到要求。
(三)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種有較高增益，工作頻帶寬，電流分布均勻，能有 效提高通信質(zhì)量的雙頻寬帶E形微帶天線。 本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的
它包括E形貼片3，主饋線1連接到E形貼片3的同軸饋電點(diǎn)SMA接頭2， SMA接頭穿過地面和介質(zhì)與E形貼片3的中間臂(寬度為W,)直接接觸，兩臂 的長度為L,，中間E形貼片3的另外兩臂對(duì)稱地分布在饋電點(diǎn)的兩側(cè)、距中間 臂邊沿的距離為L3，在E形貼片3上通過加載連接T形貼片4，構(gòu)成天線的主 輻射單元，E形貼片3與T形貼片之間的縫隙寬度為t， T形貼片與E形貼片的 連接處兩側(cè)開有對(duì)稱的寬度t2和深度^的槽，E形貼片與T形貼片的耦合邊寬度
3為W5。
本發(fā)明還可以包括
當(dāng)T形貼片的尺寸較長，不能實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)時(shí)，采用彎折T形貼片結(jié)構(gòu)， 即T形貼片的兩個(gè)非連接端彎折，使天線的單元尺寸減小，從而實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)。 此時(shí)，主輻射單元包括E形貼片和彎折T形貼片。
通過有效的調(diào)節(jié)E形貼片上的開槽和T形貼片(彎折T形貼片)的兩臂的 長度和寬度，改變天線高頻段和低頻段的工作頻率和工作帶寬，實(shí)現(xiàn)雙頻寬頻帶 微帶天線的可控操作。
整個(gè)輻射單元共同印刷在介電常數(shù)為4.4介質(zhì)基板上。L3和t可以改變E形 微帶天線的工作頻段，通過簡單的調(diào)節(jié)能使該E形天線工作在5.1GHz 5.8GHz。 通過調(diào)節(jié)W4能使設(shè)計(jì)的T形加載微帶天線工作在2.4GHz 2.5GHz，但是調(diào)節(jié) t,和t2時(shí)會(huì)對(duì)E形貼片的電流分布產(chǎn)生影響，影響E形貼片的輻射， 一般在使用
時(shí)，僅僅調(diào)節(jié)W4和t就能滿足低頻段的輻射性能。
有益效果(1)本發(fā)明利用電波傳導(dǎo)原理把電波漸漸引導(dǎo)至T形貼片，槽區(qū) 包括耦合區(qū)t、激勵(lì)區(qū)t2、輻射區(qū)L3，因?yàn)殡姴ㄑ刂龑?dǎo)的方向輻射，其方向圖 集中在E形貼片和T形貼片上，所以有效的增加天線的帶寬和天線的輻射效率， 比通常的微帶天線的效率高10%左右，同時(shí)天線的帶寬比已有此應(yīng)用的天線帶寬 寬2倍以上。(2)本發(fā)明利用電波傳導(dǎo)原理，利用微帶天線開槽等特性增加微帶 天線的阻抗帶寬，同時(shí)利用耦合寄生特性，增強(qiáng)T形貼片的電流強(qiáng)度，進(jìn)而增加 其輻射帶寬。(3)本發(fā)明基本上是全向天線，可安裝在塑料桶內(nèi)和任何形狀的天 線罩內(nèi)，因其增益高，切方向圖比較理想，方向圖能覆蓋整個(gè)空間，電流分布均 勻，實(shí)現(xiàn)無盲區(qū)覆蓋，大大提高了通信質(zhì)量，改善了通信環(huán)境。(4)本發(fā)明使用 微帶天線的形式，重量輕、體積小、便于和電路集成，能廣泛應(yīng)用于便攜設(shè)備和 室內(nèi)的覆蓋和無線局域網(wǎng)中，呈現(xiàn)小巧玲瓏之狀。

圖1為本發(fā)明實(shí)例的正面示意圖2為本發(fā)明實(shí)例的側(cè)面示意圖3為本發(fā)明實(shí)例底面示意圖4為本發(fā)明實(shí)例的回波損耗測(cè)試曲線；圖5為本發(fā)明實(shí)例在5.1GHzE面測(cè)試的方向圖； 圖6為本發(fā)明實(shí)例在5.1GHzH面測(cè)試的方向圖； 圖7為本發(fā)明實(shí)例在5.5GHzE面測(cè)試的方向圖； 圖8為本發(fā)明實(shí)例在5.5GHzH面測(cè)試的方向圖； 圖9為本發(fā)明實(shí)例在5.85GHzE面測(cè)試的方向圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)例在5.85GHzH面測(cè)試的方向圖； 圖11為本發(fā)明實(shí)例在2.4GHzE面測(cè)試的方向圖； 圖12為本發(fā)明實(shí)例在2.4GHzH面測(cè)試的方向圖； 圖13為本發(fā)明實(shí)例在2.5GHzE面測(cè)試的方向圖； 圖14為本發(fā)明實(shí)例在2.5GHzH面測(cè)試的方向圖； 圖15為本發(fā)明的另一實(shí)例的結(jié)構(gòu)的正面示意圖。 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖舉例對(duì)本發(fā)明做更詳細(xì)地描述
基于E形寬帶天線的設(shè)計(jì)原理，簡化改裝天線的結(jié)構(gòu)，并采用加載的形式， 適當(dāng)?shù)倪x擇耦合槽的寬度、介質(zhì)板的厚度和介電常數(shù)，取得了良好的匹配性能， 而后改進(jìn)了E形貼片的結(jié)構(gòu)，適當(dāng)在T形貼片與E形貼片連接處開槽，并優(yōu)化 設(shè)計(jì)了 E形貼片和T形貼片的形狀和尺寸，使之成為小型化雙頻寬頻帶E形天 線，它由激勵(lì)區(qū)、傳輸區(qū)和兩個(gè)輻射片組成，實(shí)現(xiàn)全向輻射特性。由于E形貼片 原有的全向特性和T形與E形貼片共用饋電，使得T形加載貼片可以看成是一 對(duì)對(duì)稱陣子(偶極子)天線，從而是高頻段和低頻段都有很好的全向輻射特性。 最后為了使設(shè)計(jì)的天線的輻射特性更理想化，也就是水平面真正的實(shí)現(xiàn)均勻覆 蓋，則采取在天線E形與T形貼片處設(shè)計(jì)凹槽，使之能很好的實(shí)現(xiàn)共用饋電結(jié) 構(gòu)。
下面將結(jié)合附圖和實(shí)施實(shí)例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的說明。 圖1至圖3中，其中l(wèi)為饋電電纜，2為饋電接頭(SMA接頭)，3為E形 貼片，4為T形加載貼片(彎折T形貼片)。 實(shí)施實(shí)例1:
如圖1、 2和3所示，50Q主饋線1直接連接到微帶天線的饋電SMA接頭 2，通過SMA接頭穿過地平面和介質(zhì)板，直接與E形貼片接觸。調(diào)節(jié)Ls、 t,和t2可以確定高頻段的工作頻率和工作帶寬，是設(shè)計(jì)的天線工作在5.1GHz 5.8GHz，滿足無線局域網(wǎng)絡(luò)等的通信需要。
調(diào)整W4的尺寸能改變所設(shè)計(jì)天線在低頻段的工作頻率，當(dāng)W4較窄時(shí)，天
線在低端諧振在2.4GHz以下，當(dāng)增大W4的寬度，天線低端的諧振點(diǎn)將向高頻 段移動(dòng)。U為T形貼片的長度，W2為T形貼片的饋電臂的寬度，縫隙t是E形 貼片和T形貼片之間的距離，改變t的大小主要改變E形貼片和T形貼片之間的 耦合度，它主要決定低頻段的諧振帶寬，當(dāng)t增加，會(huì)使諧振帶寬變窄，當(dāng)t較
小時(shí)會(huì)使天線有較好的諧振帶寬。t2是T形貼片的饋電接入開槽縫隙，t2對(duì)高頻
段有重要的影響。S為饋電接頭到E形貼片中間臂邊沿的距離。
為了減小E形和T形輻射片對(duì)入射波的反射，它的形狀，主要采取適當(dāng)?shù)?br> 開槽形狀，同時(shí)，為了使波束不上翹，集中在水平方向，采取了T形和E形的
開槽耦合和直接耦合相結(jié)合的方式。
本實(shí)例中，圖1的尺寸為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.
實(shí)施實(shí)例2:
如圖15所示，按照天線尺寸與頻率(波長)的關(guān)系，適當(dāng)?shù)母淖僂形天線 的尺寸和T形天線的尺寸。此天線可以應(yīng)用在GSM、 WCDMA、 CDMA2000和 TD-SCDMA的移動(dòng)通信中。具體的設(shè)計(jì)尺寸為如圖15所示。圖15中的I^120mm; W3=36mm， L產(chǎn)58mm;W尸18mm;L^5mm;t^4mm。其中彎T形貼片的參數(shù)可視 為對(duì)稱偶極子天線來確定。T形貼片的兩個(gè)非連接端彎折實(shí)現(xiàn)小型化。
實(shí)施實(shí)例3:
如圖1和圖15中所示，提出的雙頻寬帶E形天線和T形天線也可以作為一 種寬頻帶全向天線使用。
權(quán)利要求
1、一種雙頻寬帶E形微帶天線，它包括E形貼片(3)，其特征是主饋線(1)連接到E形貼片(3)的同軸饋電點(diǎn)SMA接頭(2)，SMA接頭穿過地面和介質(zhì)與E形貼片(3)的中間臂直接接觸，E形貼片(3)的另外兩臂對(duì)稱地分布在饋電點(diǎn)的兩側(cè)、距中間臂邊沿的距離為L3，在E形貼片(3)上通過加載連接T形貼片(4)構(gòu)成天線的主輻射單元，E形貼片(3)與T形貼片之間有寬度間隙t，T形貼片與E形貼片的連接處兩側(cè)開有對(duì)稱的寬度t2和深度t1的槽。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻寬帶E形微帶天線，其特征是所述的T 形貼片的兩個(gè)非連接端彎折。
全文摘要
本發(fā)明提供的是一種雙頻寬帶E形微帶天線，它包括E形貼片3，主饋線1直接連接到E形貼片3的同軸饋電點(diǎn)SMA接頭2上，SMA接頭穿過地面和介質(zhì)與E形貼片3的中間臂直接接觸，E形貼片3的另外兩臂對(duì)稱地分布在饋電點(diǎn)的兩側(cè)、距中間臂邊沿的距離為L₃，在E形貼片3上通過加載連接T形貼片(彎折T形貼片)4、構(gòu)成天線的主輻射單元，E形貼片3與T形貼片(彎折T形貼片)之間有寬度為t，T形貼片(彎折T形貼片)與E形貼片的連接處兩側(cè)開有對(duì)稱的寬度t2和深度t1的槽。本發(fā)明有較高增益，工作頻帶寬，電流分布均勻，能有效提高通信質(zhì)量，重量輕、體積小、便于和電路集成，能廣泛應(yīng)用于便攜設(shè)備和室內(nèi)的覆蓋和無線局域網(wǎng)中。
文檔編號(hào)H01Q5/01GK101527392SQ200910071878
公開日2009年9月9日 申請(qǐng)日期2009年4月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日
發(fā)明者劉乘源, 李迎松, 楊曉冬 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)