一种微带贴片天线的制作方法

1.本技术涉及微带天线技术领域，具体地，涉及一种微带贴片天线。


背景技术：

2.家用汽车的广泛普及致使道路交通运输网中的车辆陡增,道路负荷的增加，堵车、追尾、碰撞等交通事故频频发生，采用修建道路立交、行政命令手段等方式在解决交通拥堵问题中收效甚微。智能交通系统(intelligent transportation system,its)在这种情况下应势而生，在减少交通拥堵和降低交通事故发生率等方面效果显著。智能交通系统包括信息采集系统、信息处理分析系统和信息发布系统三个部分，其中车车通信系统(car to car,c2c)是its的重要组成部分，依靠技术的实现，通过车载通信设备实现移动车辆间的信息交互，驾驶员收到警告后就能降低事故的风险或车辆本身就会采取自治措施，有效的避免交通事故的发生，保障驾乘人员的生命安全。
3.uwb的信道带宽可以达到几个ghz，信道容量的提高是通过增大信道带宽来实现，而信道带宽的增加在于通过发射和接收窄带脉冲来实现。uwb的主要应用领域是短距离范围内的高速无线数据传输，这得益于大的数据传输优势而受制于发射功率的限制。当前近距离高速的无线通信系统如wlan和wpan都是uwb的应用范围。车载通信天线作为车车通信系统的核心组件，在完成信息传递和接收过程中占有重要地位，其功能是接收和发射电磁波的装置，实现通信频带内电磁波与电信号的相互转换。所以，天线性能的优劣直接会影响整个通信系统的可靠性。


技术实现要素：

4.为解决上述问题的至少一个方面，本实用新型提供一种微带贴片天线，包括：介质基片；辐射贴片，所述辐射贴片设置在所述介质基片的第一表面的第一区域，所述辐射贴片关于中线对称；微带线，所述微带线设置所述介质基片的第一表面的第二区域，所述微带线与所述辐射贴片电连接，所述微带线关于所述辐射贴片的中线对称分布；接地板，所述接地板设置在所述介质基片的第二表面，所述接地板投影在所述第一表面的第二区域。
5.优选地，所述辐射贴片采用扇形结构，所述辐射贴片的弧线顶点和两个端点分别与所述介质基片的顶边相切，所述微带线关于所述辐射贴片的角平分线对称分布。
6.优选地，所述辐射贴片的扇形结构的圆心角为锐角。
7.优选地，所述微带线的长度小于所述辐射贴片扇形结构的半径。
8.优选地，所述接地板的投影关于所述辐射贴片的角平分线对称分布。
9.优选地，所述接地板包括第一部、第二部和第三部，所述第一部为矩形结构，所述第二部和所述第三部采用相同的直角扇形结构，所述第二部和所述第三部的边平行于第一部的长度方向。
10.优选地，所述第一部的长度等于所述第二部和所述第三部的扇形结构的直径。
11.优选地，所述第一部的宽度小于所述第二部和第三部的半径，且所述第二部和所
述第三部的弧相切。
12.优选地，所述微带线的宽度小于所述接地板的所述第一部的宽度。
13.本实用新型的微带贴片天线具有以下有益效果：辐射贴片采用扇形结构，通过渐变式的过渡可以有效的降低回波损耗和增加阻抗带宽；微带贴片天线的超宽带天线最明显的特点就是天线体积小，剖面高度低，容易实现系统集成。
附图说明
14.为了更好地理解本实用新型的上述及其他目的、特征、优点和功能，可以参考附图中所示的实施方式。附图中相同的附图标记指代相同的部件。本领域技术人员应该理解，附图旨在示意性地阐明本实用新型的优选实施方式，对本实用新型的范围没有任何限制作用，图中各个部件并非按比例绘制。
15.图1示出了根据本实用新型实施例的车门分装用车窗玻璃控制装置的结构框图；
16.图2示出了根据本实用新型实施例的车门分装用车窗玻璃控制装置的电路示意图；
17.图3为根据本实用新型实施例的微带贴片天线的回波损耗曲线；
18.图4示根据本实用新型实施例的微带贴片天线的输入阻抗随频率变化曲线；
19.图5为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在3.5gh处的xoy面辐射方向图；
20.图6为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在3.5gh处的yoz面辐射方向图；
21.图7为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在5.5gh处的xoy面辐射方向图；
22.图8为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在5.5gh处的yoz面辐射方向图；
23.图9为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在8.5gh处的xoy面辐射方向图；
24.图10为根据本实用新型实施例的微带贴片天线在8.5gh处的yoz面辐射方向图。
25.附图标记说明：
26.10、介质基片；20、辐射贴片；30、微带线；40、接地板；41、第一部；42、第二部；43、第三部。
具体实施方式
27.以下结合附图对本公开的示范性实施例做出说明，其中包括本公开实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本公开的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。
28.在本文中使用的术语“包括”及其变形表示开放性包括，即“包括但不限于”。除非特别申明，术语“或”表示“和/或”。术语“基于”表示“至少部分地基于”。术语“一个示例实施例”和“一个实施例”表示“至少一个示例实施例”。术语“另一实施例”表示“至少一个另外的实施例”。术语“第一”、“第二”等等可以指代不同的或相同的对象。下文还可能包括其他明确的和隐含的定义。
29.为了至少部分地解决上述问题以及其他潜在问题中的一个或者多个，本公开的一个实施例提出了一种微带贴片天线，包括：介质基片10；辐射贴片20，辐射贴片20设置在介质基片10的第一表面的第一区域，辐射贴片20关于中线对称；微带线30，微带线30设置介质
基片10的第一表面的第二区域，微带线30与辐射贴片20电连接，微带线30关于辐射贴片20的中线对称分布；接地板40，接地板40设置在介质基片10的第二表面，接地板40投影在第一表面的第二区域。
30.具体地，如图1和图2所示，介质基片110采用平板结构，介质基片110的第一表面和第二表面提供辐射贴片20、微带线30和接地板40的支撑结构，其中，本实施例中，介质基片110采用面积为21mm*30mm聚四氟乙烯fr-4基板，介质基片110的厚度1.1mm,相对介电常数εr＝4.4，损耗角正切tanδ＝0.02。本领域技术人员可以理解地，在另外的实施例中，介质基片110还可以采用柔性基板、陶瓷基板等绝缘材料。
31.辐射贴片20和微带线30采用铜质薄片结构，辐射贴片20采用关于中线对称的薄片结构，且辐射贴片20的宽度从第一端至第二端逐渐增大。辐射贴片20设置在介质基片10的第一表面，辐射贴片20覆盖的部分为介质基片10第一表面的第一区域，在辐射贴片20覆盖之外的区域为介质基片10的第一表面的第二区域。微带线30设置在辐射贴片20的第一端，且微带线30为等宽结构。
32.接地板40设置在介质基片10的第二表面，且接地板40在第一表面的投影关于辐射贴片20的中线对称，且接地板40在第一表面的投影在介质基片10的第一表面的第二区域。
33.在一些实施例中，辐射贴片20采用扇形结构，辐射贴片20的弧线顶点和两个端点分别与介质基片10的顶边相切，微带线30关于辐射贴片20的角平分线对称分布。在一些实施例中，微带线30的长度小于辐射贴片20扇形结构的半径。
34.具体地，辐射贴片20采用扇形结构，辐射贴片20的角平分线为其中线，微带线30的长度小于辐射贴片20扇形结构半径的二分之一。微带线30的长度方向平行于辐射贴片的角平分线。在本实施例中，辐射贴片20的扇形结构的圆心角为锐角。
35.在一些实施例中，接地板40的投影关于辐射贴片20的角平分线对称分布。在本实施例中，接地板40包括第一部41、第二部42和第三部43，第一部41为矩形结构，第二部42和第三部43采用相同的直角扇形结构，第二部42和第三部43的边平行于第一部41的长度方向。
36.具体地，如图1和图2所示，接地板40的第一部41为长方形结构，第二部42和第三部43设置在第一部41的一侧。接地板40的长度方向垂直于辐射贴片20的中线设置。第二部42和第三部43采用相同的四分之一圆扇形结构，且第二部42和第三部43的弧线相向设置，使第二部42和第三部43的圆心分别对应接地板40的两端。
37.在一些实施例中，第一部41的长度等于第二部42和第三部43的扇形结构的直径。
38.具体地，如图1和图2所示，第一部41的长边的长度等于第二部42的半径和第三部43的半径之和，使第二部42和第三部43的弧线上靠近第一部42的长边的端点相切。
39.在一些实施例中，第一部41的宽度小于第二部42和第三部43的半径。微带线30的宽度小于接地板40的第一部41的宽度。
40.具体地，如图1和图2所示，第一部41的短边的长度小于第二部42和第三部43的半径，使接地板40在介质基片10的第一表面的投影与辐射贴片20之间存在一定的间隔。
41.实施例1
42.具体地，如图1至图2所示的微带贴片天线，介质基片10宽w0为20mm、高l0为30mm。介质基片10的第一表面是一个扇形辐射贴片10和特征阻抗为50ω的微带线20组成，这种渐
变式的过渡可以有效的降低回波损耗和增加阻抗带宽。为达到特征阻抗50ω，辐射贴片20的半径r1为21mm，辐射贴片20的扇形结构的圆心角为60
°
，微带线30的宽度w1为2.14mm。在介质基片10的第二表面设定为矩形贴片和两个相向放置的四分之一圆组成的接地板40，这种接地板结构对于微带贴片天线的阻抗带宽起到了决定性的影响，在很宽的频率范围内影响着天线的阻抗带宽，这是因为这种结构产生的容性负载与贴片本身的寄生电感相互抵消，从而产生了几乎纯阻性的输入阻抗。在本实施例中，接地板40的第一部41的短边l2长度为4mm，接地板40的第一部41的长边长度为21mm，接地板40的第二部42和第三部43的四分之一圆的半径r2为10.5mm。
43.如图3所示，扇形馈源馈电和相向放置的四分之一圆组成的接地板起到了拓宽该微带贴片天线工作带宽的作用。
44.如图4所示，本实施例的微带贴片天线输入阻抗随频率变化的曲线，可以看出，天线输入阻抗实部均在50ω上下浮动，而虚部则在j0ω上下浮动。这样的超宽带天线的输入阻抗带来的结果是天线在很宽的频段范围内的阻抗完成匹配。天线接地板对天线带宽起到很大的影响，通过改变接地板的结构可以调谐天线的输入阻抗从而改善回波损耗，此外，扇形辐射贴片的面积同样起到展频带宽的作用。
45.如图5-图10所示，以上实施例1所述微带贴片天线所在平面为xoy平面，介质基片10的宽度方向为x轴，高度方向为y轴，以垂直于介质基片10所在平面的方向为z。本实施例的微带天线在3.5ghz、5.5ghz、8.5ghz的xoy面和yoz面2d仿真方向图。扇形张角θ对于方向图影响不大。从图中可以看出，水平面天线方向图近似为全向辐射；垂直面方向图类似为“8”形，与单极子天线的方向性一致,呈现出良好的边界特性。由仿真结果来看，在3.5ghz、5.5ghz全向性很高，在8.5ghz微带贴片天线辐射方向图发生了扭曲，这是因为在高频段，波长相对较短，天线的电长度较大，天线上的电流分布不规则且产生了反向电流，造成了天线辐射的局部区域的抵消，破坏了方向图的全向性。在低频段，波长较长，天线的电长度相比较小，电路分布规则，辐射全向性好，整体而言，天线的辐射方向图可以接受。
46.以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文。