专利名称：双开口方形开槽式微带天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及天线，尤其涉及一种双开口方形开槽式微带天线。
背景技术：
天线作为通信系统中的一个重要的无线电设备，其性能的好坏将直接影响无线电设备的性能。微带天线是做在带有金属基板的介质基片上，在实际使用中介质基片的相对介电常数一般为2.5左右，振子贴片导体选用铜或金，并把辐射振子做成规则的几何形状。与常规的微波天线相比，微带天线的一些主要优点是:重量轻、体积小、剖面薄，可以做成共形天线；制造简单、成本低，易于大量生产；容易实现双频、多频段工作等。微带天线适合于组合式设计(固体器件，如振荡器、放大器、可变衰减器、开关、调制器、混频器、移相器等可以直接加到天线基片上)；馈线和匹配网络可以和天线结构同时制作。因而，在大约从IOOMHz到50GHz的宽频带上获得了大量的应用，具有广阔的应用前景。近十几年微带天线得到了广泛的研究和发展。适用于宽带、双频、甚至多频带的微带天线也正在得到研究和开发。因此迫切需要研究出一种高增益、低损耗、工作频段范围宽、能够多频工作的微带天线来满足未来通信系统的要求。此外，随着技术的进步，在频率分配上，原有的802.llb(2.4 2.483GHz)协议中，有限的带宽和传输速率已经不能满足如今的数据通信需求，因此必须使用频带比较充裕的802.lla(5.15 5.85GHz)协议。因而研究设计工作在此频段范围的、具有优良性能的微带天线显得尤为重要。
发明内容本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中定向性能差、损耗大的不足，提供一种双开口方形开槽式微带天线。为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下:双开口方形开槽式微带天线包括微带基板、辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、矩形金属接地板；微带基板上表面设有辐射贴片、阻抗匹配输入微带线，微带基板下表面设有矩形金属接地板，福射贴片上距阻抗匹配输入微带线顶端0.5mm Imm处设有双开口方形开槽，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线顶端相连，阻抗匹配输入微带线和矩形金属接地板的底端分别与微带基板的底端相连。所述的微带基板为特氟龙材料。所述的微带基板的长为28mm 30mm,宽为35mm 40mm。所述的辐射贴片为左右对称弧状结构，上侧圆弧所对应的圆心角为110° 120°，半径为IOmm 12mm ;左下侧圆弧所对应的圆心角为50° 60° ,半径为8mm IOmm ;连接上侧圆弧的最左端和左下侧圆弧的最左端之间的线段长为6.5mm 7mm。所述的双开口方形开槽的外侧正方形的外边长为5mm 6mm,内侧正方形的外边长为3.6mm 4mm ;双开口方形开槽的外侧正方形和内侧正方形的开口长度均为0.4mm 0.6mm，开槽宽度均为
0.2_ 0.3_。 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长度为12mm 13mm,宽度为2.5mm 3mm。所述的矩形金属接地板的长为28mm 30mm,宽为12mm 14mm。本实用新型设计的双开口方形开槽式微带天线工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单、易于制作、便于集成。
:图1是双开口方形开槽式微带天线的正面结构图；图2是双开口方形开槽式微带天线的背面结构图；图3是双开口方形开槽式微带天线插入损耗曲线图；图4是双开口方形开槽式微带天线在3.5GHz时的E面辐射方向图；图5是双开口方形开槽式微带天线在3.5GHz时的H面辐射方向图；图6是双开口方形开槽式微带天线在5.8GHz时的E面辐射方向图；图7是双开口方形开槽式微带天线在5.8GHz时的H面辐射方向图。
具体实施方式
双开口方形开槽式微带天线包括微带基板1、辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线4、矩形金属接地板5 ;微带基板I上表面设有辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线4，微带基板I下表面设有矩形金属接地板5，辐射贴片2上距阻抗匹配输入微带线4顶端0.5mm Imm处设有双开口方形开槽3，辐射贴片2底端与阻抗匹配输入微带线4顶端相连，阻抗匹配输入微带线4和矩形金属接地板5的底端分别与微带基板I的底端相连。所述的微带基板I为 特氟龙材料。所述的微带基板I的长为28mm 30mm,宽为35mm 40mm。所述的辐射贴片2为左右对称弧状结构，上侧圆弧所对应的圆心角为110° 120° ,半径为IOmm 12mm ;左下侧圆弧所对应的圆心角为50° 60° ,半径为8mm IOmm ;连接上侧圆弧的最左端和左下侧圆弧的最左端之间的线段长为6.5mm 7mm。所述的双开口方形开槽3的外侧正方形的外边长为5mm 6mm,内侧正方形的外边长为3.6mm 4mm ;双开口方形开槽3的外侧正方形和内侧正方形的开口长度均为0.4mm 0.6mm,开槽宽度均为0.2mm 0.3_。所述的阻抗匹配输入微带线4与辐射贴片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4的长度为12mm 13mm,宽度为2.5mm 3_。所述的矩形金属接地板5的长为28_ 30mm,宽为12_ 14mm。实施例1双开口方形开槽式微带天线:选择介电常数为2.2的特氟龙材料制作微带基板，厚度为1mm。微带基板的长为30mm，宽为35mm。辐射贴片为左右对称弧状结构，上侧圆弧所对应的圆心角为120°，半径为IOmm ;左下侧圆弧所对应的圆心角为60° ,半径为8mm ;连接上侧圆弧的最左端和左下侧圆弧的最左端之间的线段长为7mm。双开口方形开槽的外侧正方形的外边长为5mm,内侧正方形的外边长为3.6mm;双开口方形开槽的外侧正方形和内侧正方形的开口长度均为
0.4mm,开槽宽度均为0.2_。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长度为13mm,宽度为3mm。矩形金属接地板的长为30mm,宽为12mm。运用软件对双开口方形开槽式微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真计算。所得的双开口方形开槽式微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在3.2 4.3GHz范围内插入损耗小于-1OdB ;在4.62 6.70GHz范围内插入损耗小于_10dB，此频带范围完全可以覆盖无线局域网标准5.8GHz段5.725 5.850GHz的整个频率范围。图4 图7所示为双开口方形开槽式微带天线分别在3.5GHz、5.8GHz时的E面和H面方向图。由图可见，在频率为3.5GH z时的增益为2.8dBi，半功率波瓣宽度为84.3° ;在频率为5.8GHz时的增益为3.6dBi，半功率波瓣宽度为71.3°。
权利要求1.一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于包括微带基板(I)、辐射贴片(2)、阻抗匹配输入微带线(4)、矩形金属接地板(5);微带基板(I)上表面设有辐射贴片(2)、阻抗匹配输入微带线(4)，微带基板(I)下表面设有矩形金属接地板(5)，辐射贴片(2)上距阻抗匹配输入微带线(4)顶端0.5mm Imm处设有双开口方形开槽(3),福射贴片(2)底端与阻抗匹配输入微带线(4)顶端相连，阻抗匹配输入微带线(4)和矩形金属接地板(5)的底端分别与微带基板(I)的底端相连。
2.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的微带基板(I)为特氟龙材料。
3.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的微带基板(I)的长为28mm 3Ctam,宽为35mm 40mmη
4.如权利要 求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的辐射贴片(2)为左右对称弧状结构，上侧圆弧所对应的圆心角为110° 120°，半径为IOmm 12mm ;左下侧圆弧所对应的圆心角为50° 60°半径为8mm IOmm ;连接上侧圆弧的最左端和左下侧圆弧的最左端之间的线段长为6.5mm 7_。
5.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的双开口方形开槽(3)的外侧正方形的外边长为5mm 6mm,内侧正方形的外边长为3.6mm 4mm ;双开口方形开槽(3)的外侧正方形和内侧正方形的开口长度均为0.4mm 0.6mm，开槽宽度均为0.2mm 0.3臟。
6.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线(4)与辐射贴片(2)采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。
7.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线⑷的长度为12mm 13mm,宽度为2.5mm 3mm。
8.如权利要求1所述的一种双开口方形开槽式微带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板(5)的长为28_ 30mm,宽为12_ 14_。
专利摘要本实用新型公开了一种双开口方形开槽式微带天线。它包括微带基板、辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、矩形金属接地板；微带基板上表面设有辐射贴片、阻抗匹配输入微带线，微带基板下表面设有矩形金属接地板，辐射贴片上距阻抗匹配输入微带线顶端0.5mm～1mm处设有双开口方形开槽，辐射贴片底端与阻抗匹配输入微带线顶端相连，阻抗匹配输入微带线和矩形金属接地板的底端分别与微带基板的底端相连。本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单、易于制作、便于集成。
文档编号H01Q1/48GK203134972SQ20132002292
公开日2013年8月14日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者程伟, 李九生 申请人:中国计量学院