平面wlan陷波超寬帶微帶天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種平面WLAN陷波超寬帶微帶天線，該天線可應(yīng)用于現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中。該天線由介質(zhì)基板、微帶饋線、輻射單元、接地面組成。微帶饋線與輻射單元相連，位于介質(zhì)基板的正面下方，輻射單元為圓角矩形環(huán)內(nèi)部嵌入十字形枝節(jié)結(jié)構(gòu)，位于介質(zhì)基板的正面上方，接地面位于介質(zhì)基板背面下方，為帶有方型槽的矩形對稱結(jié)構(gòu)。本實用新型陷波超寬帶微帶天線的結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，并且可以有效避免WLAN波段信號的干擾。
【專利說明】
平面WLAN陷波超寬帶微帶天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于天線領(lǐng)域，尤其涉及一種平面WLAN陷波超寬帶微帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002]自從美國聯(lián)邦委員會(FCC)在2002將3.1-10.6GHz劃歸為超寬帶的民用頻段，超寬帶系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用就引起人們的廣泛關(guān)注。超寬帶天線作為超寬帶系統(tǒng)的重要組成部分，成為近年來的研究熱點。尤其是平面微帶天線，這種天線具有體積小、輪廓低、易于加工等特點，在超寬帶無線通信系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。
[0003]然而，超寬帶通信系統(tǒng)的工作頻段覆蓋了其它的窄帶通信系統(tǒng)頻段，如人們大量使用的2.4-2.484GHz、5.15-5.35GHz無線局域網(wǎng)(WLAN)頻段。這些窄帶通信頻段會對超寬帶天線的工作產(chǎn)生巨大的干擾。為了抑制這些干擾，可以在超寬帶天線上加入一種陷波結(jié)構(gòu)，使天線成為具有濾波特性的陷波天線。使超寬帶天線帶有濾波特性可以有多種方法:如在天線結(jié)構(gòu)中引入寄生單元，采用分形結(jié)構(gòu)，加入調(diào)諧枝節(jié)和開槽等。
[0004]本設(shè)計采用在輻射貼片上開槽并加入十字形調(diào)諧枝節(jié)的方法。這種陷波天線結(jié)構(gòu)簡單，并且通過改變調(diào)諧枝節(jié)的尺寸參數(shù)可以很方便的對天線的陷波頻段進(jìn)行調(diào)整，而且可以彌補(bǔ)在以往設(shè)計中的諸多缺陷。例如專利號為201310036282.6，專利名稱為《一種帶有陷波特性的超寬帶天線》的中國專利，輻射貼片由兩級尺寸不同的矩形和梯形結(jié)合體連接而成，形成漸變階梯結(jié)構(gòu)，在天線的部分金屬接地面上開半橢圓凹口，在部分金屬接地面的側(cè)邊開L形縫隙。通過選擇合適的尺寸，就能滿足其超寬帶工作特性和陷波特性，天線設(shè)計比較復(fù)雜，且尺寸較大，且采用漸變饋電結(jié)構(gòu)，給設(shè)計和調(diào)試帶來不便。如專利號為201120111209.7，專利名稱為《一種陷波超寬帶天線》的中國專利，利用圓環(huán)形輻射單元和微帶饋電的方式實現(xiàn)超寬帶通信需求，在圓環(huán)形輻射單元的中間插入一條調(diào)諧微帶線，來產(chǎn)生陷波特性，但是需要在接地面上開槽實現(xiàn)更寬的阻抗帶寬，且體積較大，不能實現(xiàn)系統(tǒng)的小型化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實用新型涉及一種平面WLAN陷波超寬帶微帶天線，結(jié)構(gòu)簡單，易于加工。采用微帶線的饋電方式，輻射貼片采用圓角矩形環(huán)內(nèi)加十字形枝節(jié)的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整十字形枝節(jié)的尺寸可以調(diào)整天線的陷波頻率，改變微帶線的長度和寬度可以實現(xiàn)阻抗匹配，并有效的降低整個工作頻率范圍的回波損耗。
[0006]本實用新型采用如下技術(shù)方案:本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線包括介質(zhì)基板101、矩形接地面201、福射單元圓角矩形環(huán)301，十字形枝節(jié)302、微帶饋線401，其特征是:所述的介質(zhì)基板101正面印刷有福射單元301，302以及微帶饋線401。所述的微帶饋線401與輻射單元301，302相連，位于介質(zhì)基板101的正面下方。所述的輻射單元301，302位于介質(zhì)基板101的正面上方，其中輻射單元301為圓角矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，而輻射單元302嵌入在301內(nèi)部，為十字形枝節(jié)結(jié)構(gòu)，301和302中部是縫隙303。所述的接地面201位于天線背面正下方，為矩形對稱結(jié)構(gòu)。接地面201上方是方型槽202，同樣為對稱結(jié)構(gòu)。
[0007]本實用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點:
[0008]1、體積小:本實用新型體積小巧，易于加工，結(jié)構(gòu)簡單；
[0009]2、諧振頻段帶寬大:通過采用圓角矩形環(huán)狀輻射單元，使天線工作在超寬帶頻段；
[0010]3、陷波頻率可調(diào):本實用新型采用圓角矩形環(huán)加上十字形枝節(jié)輻射單元結(jié)構(gòu)，通過改變十字形枝節(jié)的有效長度，可以方便地調(diào)節(jié)超寬帶天線的陷波頻率。
【附圖說明】
[0011 ]圖1是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線的正面圖。
[0012]圖2是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線的背面圖。
[0013]圖3是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線的回波損耗曲線圖。
[0014]圖4是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線的電壓駐波比曲線圖。
[0015]圖5是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線在3GHz的方向圖。
[0016]圖6是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線在6GHz的方向圖。
[0017]圖7是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線在9GHz的方向圖。
[0018]圖8是本實用新型平面WLAN陷波超寬帶微帶天線在12GHz的方向圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合實施例及附圖，對本實用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0020]如圖1所示，輻射單元301，302位于介質(zhì)基板101正面上方，輻射單元301為圓角矩形環(huán)狀結(jié)構(gòu)，圓角矩形環(huán)301內(nèi)部為十字形枝節(jié)結(jié)構(gòu)302，輻射單元301，302的中部是縫隙303。微帶饋線401位于介質(zhì)基板101正面、福射單元301，302下方，且福射單元301，302和微帶饋線401都為左右對稱結(jié)構(gòu)。接地面201位于介質(zhì)基板101背面下方，為矩形對稱結(jié)構(gòu)。接地面201上方是方型槽202，同樣為對稱結(jié)構(gòu)。
[0021]參見圖1，標(biāo)號101是介質(zhì)基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介電常數(shù)是4.4，其長寬厚度的尺寸是35mm X 27mm X 1.6mm;標(biāo)號301為圓角矩形環(huán)狀福射單元，圓角矩形環(huán)301的尺寸是14mm X 14mm;標(biāo)號302為十字形枝節(jié)福射單元結(jié)構(gòu)，十字形枝節(jié)302的尺寸是7.9mmX2.5mm;標(biāo)號401是微帶饋線，其長寬尺寸為14mmX 2.9mm。參見圖2，標(biāo)號201是介質(zhì)基板101背面的接地面，長寬尺寸為27mm X 12.5mm,呈矩形對稱結(jié)構(gòu)。接地面201上方的方型槽202的長寬尺寸為3mm X 2.9mm，也為對稱結(jié)構(gòu)。
[0022]圖3是本實施例的回波損耗曲線圖，從圖3中可以看出這種天線在3.15-4.85GHz和5.52-15.42 GHz頻段內(nèi)回波損耗小于-1OdB,可以實現(xiàn)超寬帶的工作要求，而且在2.4-2.484GHz, 5.15-5.35GHz的無線局域網(wǎng)(WLAN)頻段內(nèi)實現(xiàn)陷波功能，可以有效避免WLAN信號的干擾。圖4是本實施例的電壓駐波比曲線圖，從圖4中可以看出其同樣在3.15-4.85GHz和5.52-15.42 GHz頻段內(nèi)駐波比小于2，與圖3回波損耗圖相對應(yīng)。
[0023]如圖5、6、7、8分別是本實施例在3GHz、6GHz、9GHz、12GHz時該天線的方向圖，從圖中可以看出本實施例在整個頻段內(nèi)具有較好的方向性，滿足設(shè)計要求。
[0024]上述實例為本實用新型較佳的實施方式，另外在本實施例的基礎(chǔ)上，改變輻射單元、微帶饋線和接地面的大小和尺寸，都應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種平面WLAN陷波超寬帶微帶天線，其組成包括介質(zhì)基板、輻射單元、微帶饋線和接地面，其特征是:所述的平面WLAN陷波超寬帶微帶天線印制在介質(zhì)基板上，天線正面印刷有微帶饋線、圓角矩形環(huán)狀輻射單元，環(huán)內(nèi)嵌有十字形枝節(jié)結(jié)構(gòu)的輻射單元，介質(zhì)基板背面印刷有開槽的矩形接地面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平面WLAN陷波超寬帶微帶天線，其特征在于:輻射單元位于介質(zhì)基板的正面上方，與微帶饋線相連接，微帶饋線位于介質(zhì)基板的正面下方，所述的接地面位于介質(zhì)基板的背面正下方，呈矩形對稱結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】H01Q1/38GK205646144SQ201620370092
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年4月28日
【發(fā)明人】鄧東民, 王輅, 駱志權(quán), 閆寶山, 鄭宏興, 馮立營
【申請人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)