一种基于加载谐振器的三频微带缝隙天线的制作方法

本发明涉及天线的技术领域，尤其是指一种基于加载谐振器的三频微带缝隙天线。

背景技术：

随着近年来无线通信的高速发展，天线的应用越来越广泛，对天线的性能要求也越来越高。天线，作为通信系统中不可或缺的一部分，发挥着发射和接收射频信号的重要作用。现今的通信系统要求天线辐射性能的同时，还要求体积小，重量轻，成本低，设计简单等等特性。为了实现天线的多频工作，一种方式是设计一款超宽带天线来覆盖所有的通带，然后对信号进行滤波来获得所需信息，但是这种设计不可避免的会降低通信的信噪比，降低通信质量，增加设计成本和复杂度。另一种方法则是设计一款多频天线，使天线仅仅工作在所需的频段。微带天线由于其制作成本低，易加工，低剖面，重量轻的特定而受到广泛关注。

对于多频微带天线的设计，有很多种方法，例如使用高次模或者简并模来获得多频特性或者增加寄生辐射单元。但是前者一般只能设计出双频天线，后者则会使天线的结构复杂化，并且明显增大天线体积。

对现有技术进行调查了解，如下

2017年sabersoltani等人在ieeeantennasandwirelesspropagationletters上发表了题为“adual-bandmultiportmimoslotantennaforwlanapplications”，文中作者通过在微带板地板上蚀刻多缝隙结构来时先双频效果，但是该天线结构复杂并且调谐过程复杂。

2017年，chow-yen-desmondsim等人在ieeeantennasandwirelesspropagationletters上发表了题为“verysmall-sizeuniplanarprintedmonopoleantennafordual-bandwlanlaptopcomputerapplications”。文中作者通过对两个单极子天线进行弯折和挖槽，实现了设计了一款双频小型化wlan天线。

总的来说，现今关于微带天线的研究日新月异，但是关于多频天线仍有许多不足。针对这种背景，本文提出了一种新型的基于加载谐振器的三频微带缝隙天线。通过简单的控制加载谐振器的数量就可以实现想要的通带数，并且保持很好的辐射方向性。该三频微带缝隙天线具有设计简单自由，低剖面，易加工，低成本的特性，具有很高的应用价值。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种基于加载谐振器的三频微带缝隙天线，能够实现很好的辐射特性，满足多频工作的要求，具有设计灵活、低剖面、成本低等优点。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于加载谐振器的三频微带缝隙天线，包括介质基板及制作于该介质基板上的输入端口、第一加载谐振器、第二加载谐振器及开有缝隙的地板，其中，所述第一加载谐振器和第二加载谐振器分别加载在地板的缝隙上来获得三频辐射特性，所述输入端口的馈线直接加载在缝隙上来激励缝隙。

所述第一加载谐振器和第二加载谐振器均采用折弯结构来减小尺寸。

所述缝隙为矩形缝隙。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

1、通过在传统缝隙天线上加载谐振器，实现了微带缝隙天线的多频工作，设计过程以及结构简单，设计自由度高。

2、通过谐振器和缝隙之间的交叉耦合，能够在增益曲线上获得增益零点，降低了带外干扰，提高了信噪比。

3、由于本发明的三频微带缝隙天线为微带结构，重量轻、成本低、适合工业批量生产。

4、本发明的三频微带缝隙天线的频带调节简单，各频带频率控制自由，且各通带均能获得低交叉极化特性。

附图说明

图1为本发明的三频微带缝隙天线的结构示意图。

图2为本发明的三频微带缝隙天线的s参数的仿真结果。

图3为本发明的三频微带缝隙天线的垂直方向上的最大增益随频率变化曲线。

图4a为本发明的三频微带缝隙天线在2.4ghz处的e面和h面方向图。

图4b为本发明的三频微带缝隙天线在3.5ghz处的e面和h面方向图。

图4c为本发明的三频微带缝隙天线在5.2ghz处的e面和h面方向图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明。

参见图1所示，本实施例所提供的三频微带缝隙天线，包括介质基板5及制作于该介质基板5上的输入端口1、第一加载谐振器2、第二加载谐振器3及开有矩形缝隙4的地板，所述第一加载谐振器2和第二加载谐振器3分别加载在地板的矩形缝隙4上来获得三频辐射特性，同时所述输入端口1的馈线直接加载在矩形缝隙4上来激励缝隙。此外，为了减小整体尺寸，所述第一加载谐振器2和第二加载谐振器3均进行了适当的弯折。本实施例设计的三频微带缝隙天线的三个通带中心频率分别为2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz，其中，缝隙谐振频率大约为3.5ghz，第一加载谐振器2谐振频率大约为2.4ghz，第二加载谐振器3谐振频率大约为5.2ghz，通过仿真优化即可得到想要的通带。

参见图2所示，显示了本实施例上述三频微带缝隙天线的s参数仿真结果。由天线的s11可以看出，天线在2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz分别获得了很好的阻抗匹配。

参见图3所示，显示了本实施例上述三频微带缝隙天线垂直方向上增益随频率变化的仿真曲线。在通带内，天线的最大增益分别为2.96dbi，4.60dbi和6.00dbi。并且在带外产生了有限位置的辐射零点，减小了对杂散信号的辐射。

参见图4a、4b、4c所示，显示了本实施例上述三频微带缝隙天线分别在三个频带中心频率(2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz)处的归一化方向图。从图中可以看出，天线在各个频段均获得了很好的全向辐射特性，并且交叉极化均低于‐15db。

以上所述实施例只为本发明之较佳实施例，并非以此限制本发明的实施范围，故凡依本发明之形状、原理所作的变化，均应涵盖在本发明的保护范围内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种基于加载谐振器的三频微带缝隙天线，包括介质基板及制作于该介质基板上的输入端口、第一加载谐振器、第二加载谐振器及开有缝隙的地板，其中，所述第一加载谐振器和第二加载谐振器分别加载在地板的缝隙上来获得三频辐射特性，所述输入端口的馈线直接加载在缝隙上来激励缝隙。本发明能够实现很好的辐射特性，满足多频工作的要求，具有设计灵活、低剖面、成本低等优点。

技术研发人员：钱建锋;陈付昌
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2017.07.03
技术公布日：2017.09.22