专利名称：菱形共面多频微带天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天线，尤其涉及一种菱形共面多频微带天线。
背景技术：
微带天线具有体积小、重量轻、易馈电、易与载体共形等优点，广泛应用于测量和通信各个领域。但是，微带天线的窄频带特性在很多方面限制了它的广泛应用，因此展宽微带天线的带宽具有十分重要的意义。微带天线的频带一般都比较窄，普通的微带贴片天线仅为0.59Γ3%，因此限制了微带天线在工程 上的实际应用。通过选择合适的基板、改变天线的形状、尺寸、采用各种馈电技术、阻抗匹配技术等，可以有效展宽频带近年来，人们在展宽微带天线的带宽方面做了很多的研究增大基板厚度，降低介电常数；采用电磁耦合多谐振来扩展带宽的方式，采用缝隙耦合馈电的方式，采用多层结构。
发明内容本实用新型的目的是为了克服现有技术在无线局域网中频带窄、损耗大的不足，提供一种菱形共面多频微带天线。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下菱形共面多频微带天线包括微带基板、菱形辐射环、阻抗匹配输入微带线、镂空箭头辐射金属板；微带基板上表面设有菱形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和镂空箭头辐射金属板，镂空箭头辐射金属板内设有菱形辐射环、阻抗匹配输入微带线，菱形辐射贴片的底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，阻抗匹配输入微带线另一端与微带基板的底端相连，镂空箭头辐射金属板两底端分别与微带基板底端相连。所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为49mm 51mm,宽为49mm 51mm。所述的菱形福射贴片的四边边长相等，长度均为12mm 14mm,贴片宽为O. 5mm Imm0所述的阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50 Ω。所述的阻抗匹配输入微带线的宽度为3_ 4_。所述的镂空箭头辐射金属板为菱形和两矩形复合结构，菱形的四边边长相等，长度均为29mm 30mm,宽度为3mm 5mm ;矩形的长度为3mm 5mm,宽度为I Imm 13mm,两矩形与阻抗匹配输入微带线的间距均为O. 3mm O. 5_。本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。
图I是菱形共面多频微带天线的结构示意图；图2是菱形共面多频微带天线插入损耗曲线图；图3是菱形共面多频微带天线在3. 5GHz时的福射方向图；图4是菱形共面多频微带天线在5. 2GHz时的辐射方向图；图5是菱形共面多频微带天线在5. 5GHz时的福射方向图。
具体实施方式
菱形共面多频微带天线包括微带基板I、菱形辐射环2、阻抗匹配输入微带线3、镂空箭头辐射金属板4 ;微带基板I上表面设有菱形辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线3和镂空箭头辐射金属板4，镂空箭头辐射金属板4内设有菱形辐射环2、阻抗匹配输入微带线3，菱形辐射贴片2的底端与阻抗匹配输入微带线3 —端相连，阻抗匹配输入微带线3另一端与微带基板I的底端相连，镂空箭头辐射金属板4两底端分别与微带基板I底端相连。所述的微带基板I为FR4材料。所述的微带基板I的长为49mm 51mm,宽为49mm 51mm。所述的菱形福射贴片2的四边边长相等,长度均为12mm 14mm,贴片宽为
O.5mm 1_。所述的阻抗匹配输入微带线3与福射贴片2采用微带线馈电连接,特性阻抗为50 Ω。所述的阻抗匹配输入微带线3的宽度为3_ 4_。所述的镂空箭头福射金属板4为菱形和两矩形复合结构，菱形的四边边长相等，长度均为29mm 30mm，宽度为3mm 5mm ;矩形的长度为3mm 5mm,宽度为Ilmm 13mm,两矩形与阻抗匹配输入微带线3的间 距均为O. 3謹 O. 5謹。实施例I菱形共面多频微带天线选择介电常数为4. 4的FR4材料制作微带基板,厚度为I. 6mm。微带基板的长为50mm,宽为50mm。菱形福射贴片的四边边长相等,长度均为13mm,贴片宽为O. 7mm。阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50 Ω。阻抗匹配输入微带线的宽度为4_。镂空箭头辐射金属板为菱形和矩形复合结构，菱形的四边边长相等，长度均为30mm,金属板宽为4mm ;矩形的长为4mm,宽为12mm,与阻抗匹配输入微带线的间距为O. 4mm。运用软件对菱形共面多频微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量，所得的菱形共面多频微带天线的插入损耗曲线如图2。由图2可见，在3. 3Γ3. SGHz范围内插入损耗小于-10dB，完全可以覆盖无线局域网标准3. 5GHz段3. 30^3. SGHz的整个频率范围；在4. 58 5. 57GHz范围内插入损耗小于_10dB，完全可以覆盖无线局域网标准5. 2GHz段
5.15 5. 35GHz的整个频率范围和5. 5GHz段5. 25 5. 85GHz的整个频率范围。图3-图5所示为菱形共面多频微带天线分别在3. 5GHz,5. 2GHz、5. 5 GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为3. 5GHz时的增益为3. 6dBi，半功率波瓣宽度为80. 9°，在频率为5. 2 GHz时的增益为2. 6dBi，半功率波瓣宽度为71. 4°，在频率为5. 5 GHz时的增益为2. 4dBi，半功率波瓣宽度为77. 3°。
权利要求1.一种菱形共面多频微带天线，其特征在于包括微带基板(I)、菱形辐射环(2)、阻抗匹配输入微带线(3)、镂空箭头辐射金属板(4);微带基板(I)上表面设有菱形辐射贴片(2)、阻抗匹配输入微带线(3)和镂空箭头辐射金属板(4)，镂空箭头辐射金属板(4)内设有菱形辐射环(2)、阻抗匹配输入微带线(3)，菱形辐射贴片(2)的底端与阻抗匹配输入微带线(3) —端相连，阻抗匹配输入微带线(3)另一端与微带基板(I)的底端相连，镂空箭头辐射金属板(4)两底端分别与微带基板(I)底端相连。
2.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的微带基板(I)为FR4材料。
3.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的微带基板(I)的长为49mm 51mm,宽为49mm 51mm。
4.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的菱形辐射贴片(2)的四边边长相等，长度均为12mm 14mm,贴片宽为O.5mm 1mm。
5.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线(3)与辐射贴片(2)采用微带线馈电连接，特性阻抗为50 Ω。
6.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线(3)的宽度为3mm 4mm。
7.如权利要求I所述的一种菱形共面多频微带天线，其特征在于所述的镂空箭头辐射金属板(4)为菱形和两矩形复合结构，菱形的四边边长相等，长度均为29mm 30mm，宽度为3mm 5mm ;矩形的长度为3mm 5mm,宽度为Ilmm 13mm,两矩形与阻抗匹配输入微带线(3)的间距均为O.3謹 O. 5謹。
专利摘要本实用新型公开了一种菱形共面多频微带天线。它包括微带基板、菱形辐射环、阻抗匹配输入微带线、镂空箭头辐射金属板；微带基板上表面设有菱形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和镂空箭头辐射金属板，镂空箭头辐射金属板内设有菱形辐射环、阻抗匹配输入微带线，菱形辐射贴片的底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，阻抗匹配输入微带线另一端与微带基板的底端相连，镂空箭头辐射金属板两底端分别与微带基板底端相连。本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。
文档编号H01Q13/08GK202662799SQ201220298609
公开日2013年1月9日 申请日期2012年6月25日 优先权日2012年6月25日
发明者徐珩, 李九生, 宋美静 申请人:中国计量学院