采用Rogers5880介质板，介电常数2.2。
[0040]本实施例1的天线核心尺寸参数为:两个矩形金属环I短边长度b = 11mm，长边长度Iz = 26mm，介质板3宽度a = 26mm，厚度0.508mm,金属面4呈矩形，其宽度与介质板3同宽，高度为Id = 19.25mm。
[0041]十字形馈电线2的下部分馈电线采用2级阻抗变换形式，即由2节不同宽度的微带线连接构成，最下端的微带线端口特性阻抗为50 Ω，以便于与外界端口实现阻抗匹配。十字形馈电线2与两个矩形金属环I的内侧边及下边均存在一定宽度的缝隙，整个天线呈左右对称结构。
[0042]该微带线结构形式的天线在2.2GHz-5.2GHz频带内具备良好的宽频带工作性能，其电压驻波比(VSWR)小于2，参见图3。在工作频带内，该天线方向图具备很好的各向同性特征，这得益于该天线结构具备很好的左右对称性，在工作频带内以0.5GHz为间隔，选取
2.5GHz、3GHz、3.5GHz、4GHz、4.5GHz、5GHz6个频率点作为代表，绘制了该天线工作在上述频率点俯仰面360度，每I度一个间隔(即theta角)，方位面360度，每5度一个间隔(即Phi角)天线增益方向图。结果参见图4。该天线方向图具有良好的各向同性，天线最大辐射方向在水平面上(即theta = 90度和-90度方向)，这和垂直放置的半波振子天线非常类似。
[0043]与微带线半波振子天线相比，该天线工作带宽远宽于微带线振子天线，VSWR小于2的相对带宽达81.8%。以2.2GHz计算，微带线半波振子天线振子臂长约为68mm，而本天线福射臂的长度为26_，远小于微带线振子天线。
[0044]实施例1表明采用两个矩形金属环I和十字形馈电线2的微带线结构形式天线较好的兼顾了宽频带与小尺寸的优点。
[0045]实施例2
[0046]如图5所示，实施例2与实施例1结构的差异主要来自对十字形馈电线2的改变，其它部位结构形式保持不变。此实施例2中，对十字形馈电线2连接馈电端口那一段垂直线进行了折叠处理，呈“U”字形。采用折叠形式的十字形馈电线2可以有效地缩短十字形馈电线路高度，降低整个天线的高度。十字形馈电线2在转弯处采用切角的方式来降低十字形馈电线路的反射。
[0047]本实施例2中，金属面4高度由实施例1中的19.25mm减小为12mm。实施例2的天线电压驻波比(VSWR)和增益方向图如图6和图7所示。受到十字形馈电线路的改动，天线带宽略有减小，VSWR小于2的带宽为2.5GHz-5.1GHz ο受十字形馈电线2的不对称影响，天线增益的方向图对称性有一定变差。
[0048]实施例3
[0049]如图8所示，实施例3与实施例1的主要区别在于实施例3中两个矩形金属环I和十字形馈电线2分别位于介质板3的两面，其中两个矩形金属环I和金属面4位于介质板同一面。本实施例3中，两个矩形金属环I内侧边与边之间的缝隙有一定减小，十字形馈电线2的横线上移到与两个矩形金属环I下边重合的部位，且十字形馈电线2横线的水平中心线与两个矩形金属环I下边的水平中心线重合。
[0050]实施例3中天线加工材料及制备方法与实施例1中相同，微带线天线核心尺寸参数只有金属面4高度有所改变，其高度为Id = 21.43mm。天线以其水平中心线呈左右对称。
[0051]实施例3中天线的电压驻波比(VSWR)小于2的频带为2.9GHz_4.9GHz，如图9所示，相比实施例1，工作带宽略有减小。工作带宽内的天线增益方向图如图10所示。由图可看出，由于天线具有很好的左右对称性，其方向图也表现出良好的各向同性。
[0052]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种宽频带小尺寸天线，包括介质板，其特征在于:还包括均设置在该介质板上的两个矩形金属环、十字形馈电线及其金属面；两个矩形金属环采用左右对称排列形式，两个矩形金属环为封闭环，或者两个矩形金属形对应设有两个开口，两个开口的形状呈电容符号状，两个开口对应位于两个矩形金属环的外侧边上，且两个开口左右对称； 该十字形馈电线的竖线位于两个矩形金属环的中部，该十字形馈电线的横线位于两个矩形金属环的下边部位，该十字形馈电线的下部分馈电线向下延伸到该介质板下端，作为馈电端口 ； 该十字形馈电线的下部分馈电线所在该介质板的另一面为该金属面，该金属面为具有一定面积的金属涂覆层，该金属面是该十字形馈电线的接地面。
2.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:两个矩形金属环与该十字形馈电线位于该介质板的一面；该金属面位于该介质板的另一面。
3.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:两个矩形金属环与该金属面位于该介质板的一面；该十字形馈电线位于该介质板的另一面。
4.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该宽频带小尺寸天线单独使用或者多个天线单元组成天线阵使用。
5.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该十字形馈电线的下部分馈电线采用多段不同长度、不同宽度、不同排布形式的十字形馈电线连接组成。
6.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该介质板的介电常数为2?5。
7.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该金属面的加工工艺采用腐蚀法或激光刻蚀法。
8.如权利要求1所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该宽频带小尺寸天线采用尺寸缩小或增大来实现工作频带的调节。
9.如权利要求5所述的宽频带小尺寸天线，其特征在于:该十字形馈电线的下部分馈电线折叠处理，呈侧向半圆弧突起状。
【专利摘要】本发明公开一种宽频带小尺寸天线，包括介质板，还包括均设置在该介质板上的两个矩形金属环、十字形馈电线及其金属面；两个矩形金属环采用左右对称排列形式，两个矩形金属环为封闭环，或者两个矩形金属环对应设有两个开口，两个开口对应位于两个矩形金属环的外侧边上，且两个开口左右对称；十字形馈电线的竖线位于两个矩形金属环的中部，十字形馈电线的横线位于两个矩形金属环的下边部位，十字形馈电线的下部分馈电线向下延伸到介质板下端，作为馈电端口；十字形馈电线的下部分馈电线所在介质板的另一面为该金属面，金属面是该十字形馈电线的接地面。本发明设计的天线具备宽频带、小尺寸、轻质量、易加工、易于集成、成本低的特点。
【IPC分类】H01Q5-50, H01Q1-36, H01Q1-38
【公开号】CN104810608
【申请号】CN201510178563
【发明人】陈谦, 李磊, 陈明, 张小林, 张洪涛, 金谋平, 汪伟
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月15日