一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，整个天线由上下两层金属构成，上下层金属分别覆盖在介质板的两面，馈电结构为一个金属的带状线；自相似馈电结构，为一个领结型金属片，由两个对称的梯形金属和以及一个与馈线直接相连的矩形金属带状线组成；寄生辐射单元为一对对称的矩形金属带状线，被设计在领结型馈电结构的两侧，寄生辐射单元由两个金属线以及组成，蚀刻在地板上面的领结型缝隙是一个与自相似馈电结构类似的缝隙，缝隙由两个梯形缝隙以及矩形缝隙组成。本发明采用自相似的馈电结构，结构比之前的馈电结构更加新颖，能够覆盖WLAN和WiMAX通信所需要的所有频段，与现有的天线相比，具有双频宽带的特点。
【专利说明】一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线
【技术领域】
[0001]本发明属于通信【技术领域】，尤其涉及一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线。
【背景技术】
[0002]作为现代科技发展的重要成果，通信技术如今已是我们日常生活不可或缺的重要部分。然而，各个通信标准间基于中心载波为技术基础带来的频率干扰与兼容问题日益突出，已经无法满足日益增长的高速接入的要求；另一方面，未来的无线网络不仅包括人与人的通信，而且包括人与终端及终端之间通信的网络，这实际上就是无所不在的无线通信(PffC)所包含的内容，即任何时间任何地点与其他无线终端交互作用的能力。对于这些即将到来的、无所不在的无线通信技术，迫切需要一种低成本、低功耗、多功能的解决方案。
[0003]多频段天线技术作为这一问题的解决方案之一被提出并倍受关注，凭借其对多个通信标准良好的兼容性和多功能的优势迅速成为业界研究的新焦点:合成孔径雷达、移动通信和全球定位系统中通常需要双频段或多频段工作。无线通信领域中手机终端和WALN通信系统则都需要双频甚至三频工作的天线。而由于无线通信领域中WLAN系统，各个国家的频谱定义范围并不统一，这就需要所设计的多频天线不仅仅需要具有多频工作的特点，同时应该具有宽频带工作的特点。因此，一个简单的小型无线通信设备通常需要工作于多个频段，以简化收发终端通信系统的设计并且降低其成本。此时一个能同时工作于多个频段的多频宽带天线就成为首选，它最大的优点就在于一个天线可同时实现多个天线的工作性能。在这样的技术背景之下，多频宽带天线的设计成为非常热门而重要的课题。
[0004]而在多频天线中双频宽带天线应用最为广泛，目前公开文献中已有大量的多频段工作的天线出现，其中采用较多的方法是采用多个谐振结构来实现多频工作的性能，然而，由于谐振结构自身所具有的特点，导致采用这种方法实现的天线都存在窄带的特点，即不能满足多个通信系统不同制式对天线的多频带工作的需求。因此，对于现代无线通信系统而言，迫切的需要一种能够工作在多个无线频段的多频宽带天线。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，旨在解决现有的双频宽带天线较多的采用多个谐振结构来实现多频工作而导致的窄带问题。由于谐振结构自身所具有的特点，导致现有采用这种方法实现的天线都存在窄带的特点，即不能满足多个通信系统不同制式对天线的多频带工作的需求的问题。
[0006]本发明提供一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，该天线包括馈电结构、自相似馈电结构、寄生辐射元、介质板、地板以及蚀刻在地板上的领结型缝隙。所谓自相似馈电结构是指该馈电结构与作为天线的主辐射体的领结型缝隙结构类似，且其物理尺寸间存在一定的定量关系。
[0007]整个天线由上下两层金属构成，上下层金属分别覆盖在介质板的两面，馈电结构为一个金属的带状线；
[0008]自相似馈电结构，为一个领结型金属片，由两个对称的梯形金属和以及一个与馈线直接相连的矩形金属带状线组成，这三部分是直接相连的；
[0009]寄生辐射单元为一对对称的矩形金属带状线，被设计在领结型馈电结构的两侧，寄生辐射单元由两个金属线以及组成。
[0010]地板是一层覆盖在介质板另一面的金属层，其大小和介质板的大小完全一致；
[0011]蚀刻在地板上面的领结型缝隙是一个与自相似馈电结构结构类似的缝隙，该缝隙由两个梯形缝隙以及矩形缝隙组成，这三个部分直接相连。
[0012]进一步，所述的馈电结构的尺寸进行了仔细的设计，能够满足天线对输入阻抗的要求，且其几何尺寸与地板蚀刻的缝隙的几何尺寸间存在着一定的定量关系，该定量关系式经过仔细的设计的，以达到最优的阻抗匹配效果。
[0013]进一步，所述的微带线馈电结构为馈电方式的一种，其可以被替换为共面波导馈电结构，后者也能够实现该天线的双拼宽带的效果。
[0014]进一步，组成寄生辐射单元的两个金属线具有完全一样的物理尺寸，其宽度为根据天线的其他部分尺寸以及工作性能进行综合设计得出的，而金属线的长度约为天线最大谐振频率处波长的四分之一。金属带线在高频部分产生谐振，对天线的高频带宽进行拓展，以满足无线通信系统的带宽要求。
[0015]进一步，所述的寄生辐射元的位置可以进行更改，即从与馈电的同一面换至介质板的另一面，其对应位置不发生变化，通过这种方法也可以实现拓展带宽的目的，与在另一面能够达到几乎一样的效果。
[0016]效果汇总
[0017]本发明的一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，该天线采用自相似的馈电结构，该结构比之前的馈电结构更加新颖，能够覆盖WLAN和WiMAX通信所需要的所有频段，与现有的天线相比，其具有双频宽带的特点。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明实施例提供的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线上层结构示意图；
[0019]图2是本发明实施例提供的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线底层结构示意图；
[0020]图3是本发明实施例提供的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线的侧视图；
[0021]图中:1、馈电结构；2、自相似馈电结构；201、第一梯形金属；202、矩形金属带状线；203、第二梯形金属；3、寄生辐射单元；301、第一金属线；302、第二金属线；4、介质板；5、地板；6、领结型缝隙层；601、第一梯形缝隙层；602、矩形缝隙层；603、第二梯形缝隙层。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。[0023]图1-图3示出了本发明的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线的结构，如图所示，本发明是这样实现的，一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线该天线包括馈电结构1、自相似馈电结构2、寄生辐射元3、介质板4、地板5以及蚀刻在地板上的领结型缝隙层6 ；
[0024]整个天线由上下两层金属构成，上下层金属分别覆盖在介质板4的两面，馈电结构I为一个金属的带状线；
[0025]自相似馈电结构2，为一个领结型金属片，由两个对称的第一梯形金属201和第二梯形金属203以及一个与馈线直接相连的矩形金属带状线202组成，这三部分是直接相连的；
[0026]寄生辐射单元3为一对对称的矩形金属带状线，被设计在领结型馈电结构的两侦牝寄生辐射单元3由两个第一金属线301以及第二金属线302组成。
[0027]地板5是一层覆盖在介质板4另一面的金属层，其大小和介质板4的大小完全一致；
[0028]蚀刻在地板5上面的领结型缝隙6是一个与自相似馈电结构2结构类似的缝隙，该缝隙由两个第一梯形缝隙601和第二梯形缝隙603以及矩形缝隙602组成，这三个部分直接相连。
[0029]本发明的馈电结构的尺寸进行了仔细的设计，能够满足天线对输入阻抗的要求；微带线馈电结构可以替换为共面波导馈电结构，该结构也能实现双频宽带功能；组成寄生辐射单元3的两个金属线具有完全一样的物理尺寸；寄生辐射单元的位置可以进行更改，即从与馈电的同一面换至介质板的另一面，通过这种方法也可以实现拓展带宽的目的。
[0030]本发明的一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，该天线采用自相似的馈电结构，该结构比之前的馈电结构更加新颖，能够覆盖WLAN和WiMAX通信所需要的所有频段，与现有的天线相比，其具有双频宽带的特点。
[0031]上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性的劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，其特征在于，所述的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线包括:馈电结构、自相似馈电结构、寄生辐射元、介质板、地板以及蚀刻在地板上的领结型缝隙； 整个天线由上下两层金属构成，上下层金属分别覆盖在介质板的两面，馈电结构为一个金属的带状线； 自相似馈电结构，为一个领结型金属片，由两个对称的第一梯形金属、第二梯形金属和以及一个与馈线直接相连的矩形金属带状线组成，这三部分直接相连； 寄生辐射单元为对称的矩形金属带状线，寄生辐射单元设置在领结型馈电结构的两侧； 地板是一层覆盖在介质板另一面的金属层，地板大小和介质板的大小完全一致； 蚀刻在地板上面的领结型缝隙是一个与自相似馈电结构结构的缝隙，缝隙由两个第一梯形缝隙、第二梯形缝隙以及矩形缝隙组成，这三个部分直接相连。
2.如权利要求1所述的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，其特征在于，所述的微带线馈电结构可以替换为共面波导馈电结构。
3.如权利要求1所述的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，其特征在于，组成寄生辐射单元的第一金属线和第二金属线尺寸一样，金属带状线的长度为天线最高谐振频率的四分之一波长，在天线的高频部分产生额外的谐振点，起到扩宽天线高频带宽的作用。
4.如权利要求1所述的采用自相似馈电技术的双频宽带领结天线，其特征在于，所述的寄生辐射元的位置可以进行更改，即从与馈电的同一面换至介质板的另一面，也可以实现拓展带宽的目的。
【文档编号】H01Q5/10GK103779654SQ201410014745
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2014年1月14日 优先权日:2014年1月14日
【发明者】胡伟, 杨熙, 任健, 刘瑶, 任学施, 郑书峰 申请人:西安电子科技大学