一种柔性双频段平面微带天线的制作方法
【专利摘要】一种柔性双频段平面微带天线，由第一U形谐振器（1）、第二U形谐振器（2）、第一矩形枝节（3）、第二矩形枝节（6）、第一矩形地面（4）、第二矩形地面（7）、柔性微带天线的馈线（5）和聚酰亚胺材料介质板（8）组成。该天线使用柔性聚酰亚胺材料作为介质板，具有良好的折叠弯曲特性；采用的两个尺寸不同U形四分之一波长谐振器相互耦合，在保持了天线双频段特性下，实现了第一个频段从1GHz到2.5GHz的超宽带覆盖；在U形辐射体两侧对称分布两个矩形枝节，用来实现5.5GHz的第二个通信频段覆盖；本发明采用了共面波导的馈电方式，使整个天线完全集中到介质板的一侧，易于粘贴且不会对天线性能产生剧烈影响。本发明适用于各类具有微带天线的电子产品。
【专利说明】一种柔性双频段平面微带天线
[0001]
【技术领域】
本发明涉及一种具有柔性可折叠，可弯曲特点的双频带微带天线，属微带天线【技术领域】。
[0002]【背景技术】
目前电子器件领域天线品种繁多，除常见的鞭天线，喇叭天线等尺寸较大的天线外，微带天线由于其体积小，易于集成等特点，市场份额也在不断增加。但是普通的微带天线大多以PCB板为介质板，不能折叠弯曲，给它的应用带来极大的限制。尤其在追求超薄，超轻的电子市场趋势下，PCB板材料的微带天线缺点也日益明显。
[0003]对于频段特性，现有大多数双频段天线，每个频段的绝对带宽都在0.5GHz左右，较窄的带宽不仅会制约到信息的传输速率，还会因为设备的多功能性而需要安装多个天线。超宽带天线能够解决带宽较窄的问题，但是由于其带宽从3.1GHz到10.6GHz，并没有覆盖我们生活常用频段，并且很容易受到干扰，因此并不是一种好的解决方法。最理想的方案是能够使现有的双频段天线中每个频段适当加宽，覆盖多个有用频段。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的是，根据现有PCB板微带天线不能弯折的缺点，设计一种易于弯曲的柔性天线，方便携带，并能够粘贴到曲面物体上；频带特性上，实现双频带天线带宽的展宽，覆盖多个有用频段，减少电子产品的制作成本。
[0005]实现本发明的技术方案是，本发明柔性双频段平面微带天线由第一 U形谐振器、第二 U形谐振器、第一矩形枝节、第二矩形枝节、第一矩形地面、第二矩形地面、柔性微带天线的馈线和聚酰亚胺材料介质板组成；第一 U形谐振器和第二 U形谐振器形状相同，尺寸大小不同，第一U形谐振器的尺寸小于第二U形谐振器的尺寸；共同贴片在聚酰亚胺材料介质板上的第一 U形谐振器位于第二 U形谐振器内，第二 U形谐振器底部连接柔性微带天线的馈线；在第二 U形谐振器辐射体两侧分别增加第一矩形枝节和第二矩形枝节，在第一矩形枝节和第二矩形枝节下面分别增加第一矩形地面和第二矩形地面。
[0006]第一 U形谐振器和第二 U形谐振器两个U形辐射体之间的距离恰好能够产生耦合作用，使两个基频耦合成一个频段，实现宽带特性。
[0007]第一 U形谐振器和第二 U形谐振器之间的耦合作用产生第一个频段，第一矩形枝节和第二矩形枝节根据四分只一波长原理产生第二个频段。由于充分利用了主辐射体，减小了天线的尺寸。
[0008]本发明选用柔性可弯折材料作为本发明的介质板，聚酰亚胺(polyimide)作为FPC电路最常用的介质材料，具有易弯曲，耐高温，抗氧化等特点，无疑是柔性天线最理想的介质基板。展宽频带方面，根据四分之一波长原理，首先使用两个尺寸不同的U形贴片实现两个频段的谐振，然后通过调整两者之间的距离，产生耦合效果，使两个频段合为一个，这样就达到了展宽频带的效果。最后，通过在U形辐射体两侧增加枝节的方法，来实现对另一个频段的谐振，这样便使天线出现了两个工作频段，其中第一个为展宽后的频带，可以覆盖1.5GHz的绝对带宽。
[0009]本发明的有益效果是，由于本发明选用柔性可弯折材料作为介质板，制作的微带天线具有易弯曲，耐高温，抗氧化等特点。本发明采用的两个尺寸不同U形四分之一波长谐振器相互耦合，在保持了天线双频段特性下，实现了第一个频段从IGHz到2.5GHz的超宽带覆盖；在匸形辐射体两侧对称分布两个矩形枝节，用来实现5.5GHz的第二个通信频段覆盖，极大的减少了天线的尺寸；此外本发明采用了共面波导的馈电方式，使整个天线完全集中到介质板的一侧，易于粘贴且不会对天线性能产生剧烈影响。本发明制作的微带天线方便携带，并能够粘贴到曲面物体上；频带特性上，实现双频带天线带宽的展宽，覆盖多个有用频段，减少电子产品的制作成本。
[0010]本发明适用于各类具有微带天线的电子产品。
[0011]【专利附图】
【附图说明】
图1是柔性双频段天线的平面结构图；
其中图号:1是第一 U形谐振器；2是第二 U形谐振器，3是第一矩形枝节；6为第二矩形枝节，4为第一矩形地面；7为第二矩形地面，5为柔性微带天线的馈线；8为聚酰亚胺材料的介质板，该结构为单面镀铜。
[0012]图2是柔性双频段天线的Sll参数图，横座标为频率(GHz)，纵座标为回波损耗(dB)。
【具体实施方式】
[0013]本发明【具体实施方式】如图1所示。
[0014]本实施例柔性双频段平面微带天线由第一 U形谐振器1、第二 U形谐振器2、第一矩形枝节3、第二矩形枝节6、第一矩形地面4、第二矩形地面7、柔性微带天线的馈线5和聚酰亚胺材料介质板8组成；第一 U形谐振器I和第二 U形谐振器2形状相同，尺寸大小不同，是用U行金属片制成作为主辐射体的U形谐振器；第一 U形谐振器I的尺寸小于第二 U形谐振器2的尺寸；共同贴片在聚酰亚胺材料介质板8上的第一 U形谐振器I位于第二 U形谐振器2内，第二 U形谐振器底部连接柔性微带天线的馈线5 ;在第二 U形谐振器辐射体两侧分别增加第一矩形枝节3和第二矩形枝节6，在第一矩形枝节3和第二矩形枝节6下面分别增加第一矩形地面4和第二矩形地面7。
[0015]两个U形辐射体之间的距离恰好能够产生耦合作用，使两个基频耦合成一个频段，实现宽带特性。
[0016]图2所示为柔性双频段天线的Sll参数图，本发明工作频段分别为lGHz-2.5GHz和5.5GHzffLAN通信频段，第一个频段绝对带宽达到了 1.5GHz，由图1中的第一 U形谐振器I和第二 U形谐振器2两个尺寸不同的U形谐振器及相互之间的耦合作用产生，5.5GHzffLAN频段则由第一矩形枝节3和第二矩形枝节6产生。
[0017]本实例的柔性双频段平面微带天线的介质板选用的材料是聚酰亚胺，因此该天线相比于其它PCB板天线具有易弯曲、易粘贴的柔性天线的特点。两个U形谐振器在IGHz和
2.5GHz处分别产生谐振，通过调整二者之间的距离使其产生耦合作用，从而两个频段合为一个。在主辐射体第二 U形谐振器2的两边分别加载第一矩形枝节3和第二矩形枝节6来实现5.5GHz第二个通信频段。因此，该天线的双频段特性得到了满足。
【权利要求】
1.一种柔性双频段平面微带天线，其特征在于，所述天线具有柔性可弯曲特性，由第一 U形谐振器、第二 U形谐振器、第一矩形枝节、第二矩形枝节、第一矩形地面、第二矩形地面、柔性微带天线的馈线和聚酰亚胺材料介质板组成；第一 U形谐振器和第二 U形谐振器形状相同，尺寸大小不同，第一U形谐振器的尺寸小于第二U形谐振器的尺寸；共同贴片在聚酰亚胺材料介质板上的第一 U形谐振器位于第二 U形谐振器内，第二 U形谐振器底部连接柔性微带天线的馈线；在第二 U形谐振器辐射体两侧分别增加第一矩形枝节和第二矩形枝节，在第一矩形枝节和第二矩形枝节下面分别增加第一矩形地面和第二矩形地面。
2.根据权利要求1所述的一种柔性双频段平面微带天线，其特征在于，所述第一U形谐振器和第二 U形谐振器是用U形金属片制成作为主辐射体的U形谐振器。
3.根据权利要求1所述的一种柔性双频段平面微带天线，其特征在于，所述第一U形谐振器和第二 U形谐振器两个U形辐射体之间的距离恰好能够产生耦合作用，使两个基频耦合成一个频段，实现宽带特性。
4.根据权利要求1所述的一种柔性双频段平面微带天线，其特征在于，所述第一U形谐振器和第二 U形谐振器之间的耦合作用产生第一个频段，所述第一矩形枝节和第二矩形枝节产生第二个频段。
【文档编号】H01Q5/10GK103457030SQ201310418537
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年9月16日 优先权日:2013年9月16日
【发明者】张晓燕, 喻易强, 刘志伟, 王国皓, 刘颖婷, 张月圆, 官雪辉 申请人:华东交通大学