基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种微带天线，特别是一种基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线。
【背景技术】
[0002]近年来，随着多频段多业务无线通信系统的高速发展，对适用于多个工作频段的天线的需求也急速增加。文献I (CPW - Fed Koch Fractal Slot Antennafor WLAN/ffiMAX Applicat1ns, IEEE Antennas and Wireless Propagat1nLetters, vol.7, pp.389 - 392, 2008)公开了一种是使用覆盖目标工作频段的宽带天线，工作在2.33 -6.1GHZ，但是频带之间没有间隔，会产生信号干扰；文献2(Design of a CompactTriple - Band Monopole Planar Antenna for WLAN/ffiMAX Applicat1ns, Progress InElectromagnetics Research C, vol.48, pp.29 - 35, 2014)公开了一种多频微带天线，可覆盖所有目标频段，但其尺寸较大，结构复杂，微带线馈电的损耗较大；还有一种微带天线使用独立的天线分别覆盖目标工作频段，但各天线单元之间存在互耦和干扰，且尺寸较大。
【发明内容】
[0003]本发明的目的在于提供一种体积小、损耗低、辐射特性好、稳定度高的基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线。
[0004]实现本发明目的的技术方案为:一种基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线，包括共面集成波导馈线、不对称开口圆环、L型微带线、平行耦合微带线、对称矩形接地板、开路微带线和介质基板；所述共面集成波导馈线、不对称开口圆环、L型微带线、平行耦合微带线、对称矩形接地板和开路微带线均设置在介质基板上表面；
[0005]所述共面集成波导馈线的一端设置在介质基板上表面一边的中点位置，所述对称矩形接地板包括第一矩形贴片和第二矩形贴片，第一矩形贴片和第二矩形贴片关于共面集成波导馈线对称，且第一矩形贴片和第二矩形贴片分别设置在介质基板上表面的两个直角上；
[0006]所述平行耦合线包括第一微带线和第二微带线，所述不对称开口圆环包括第一弧状微带线和第二弧状微带线，所述L型微带线包括第三微带线与第四微带线；其中第一微带线和第二微带线平行设置且留有间隙，第一微带线和第二微带线的同侧一端相互连接且均设置在共面集成波导馈线上，第一微带线的另一端与第一弧状微带线的一端相连，第二微带线的另一端与第二弧状微带线的一端相连，第一弧状微带线的另一端与第三微带线的一端相连，第三微带线的另一端与第四微带线的一端垂直连接构成L型微带线，设置在介质基板上表面与对称矩形接地板所在边相对一边的直角上；第二弧状微带线的另一端与第三微带线之间留有间隙；所述开路微带线的一端与共面集成波导馈线和第二微带线的连接端相连，且开路微带线与第二微带线相互垂直。
[0007]本发明与现有技术相比，其显著优点是:(1)本发明使用单个天线实现多个工作频段，覆盖所有目标频段，能避免目标工作频段外的信号干扰问题；(2)本发明采用微带线加工工艺，尺寸小、重量轻、结构简单、损耗低、辐射特性好；(3)本发明为平面结构，易于加工、集成且成本低。
[0008]下面结合附图对本发明做进一步说明。
【附图说明】
[0009]图1是本发明基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线的结构图。
[0010]图2是本发明基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线的结构示意图。
[0011]图3是本发明实施例的仿真与实测的反射系数图。
[0012]图4是本发明实施例在2.4GHz时的E面辐射方向图。
[0013]图5是本发明实施例在2.4GHz时的H面辐射方向图。
[0014]图6是本发明实施例在3.5GHz时的E面辐射方向图。
[0015]图7是本发明实施例在3.5GHz时的H面辐射方向图。
[0016]图8是本发明实施例在5.5GHz时的E面辐射方向图。
[0017]图9是本发明实施例在5.5GHz时的H面辐射方向图。
[0018]图10是本发明实施例的实测增益图。
【具体实施方式】
[0019]结合图1，本发明基于不对称圆环的小型化CPW馈电三频微带天线，包括共面集成波导馈线1、不对称开口圆环、L型微带线、平行耦合微带线、对称矩形接地板、开路微带线8和介质基板11 ;所述共面集成波导馈线1、不对称开口圆环、L型微带线、平行耦合微带线、对称矩形接地板和开路微带线8均设置在介质基板11上表面；
[0020]所述共面集成波导馈线I的一端设置在介质基板11上表面一边的中点位置，所述对称矩形接地板包括第一矩形贴片9和第二矩形贴片10，第一矩形贴片9和第二矩形贴片10关于共面集成波导馈线I对称，且第一矩形贴片9和第二矩形贴片10分别设置在介质基板11上表面的两个直角上；
[0021]所述平行耦合线包括第一微带线2和第二微带线3，所述不对称开口圆环包括第一弧状微带线4和第二弧状微带线5，所述L型微带线包括第三微带线6与第四微带线7 ；其中第一微带线2和第二微带线3平行设置且留有间隙，第一微带线2和第二微带线3的同侧一端相互连接且均设置在共面集成波导馈线I上，第一微带线2的另一端与第一弧状微带线4的一端相连，第二微带线3的另一端与第二弧状微带线5的一端相连，第一弧状微带线4的另一端与第三微带线6的一端相连，第三微带线6的另一端与第四微带线7的一端垂直连接构成L型微带线，设置在介质基板11上表面与对称矩形接地板所在边相对一边的直角上；第二弧状微带线5的另一端与第三微带线6之间留有间隙；所述开路微带线8的一端与共面集成波导馈线I和第二微带线3的连接端相连，且开路微带线8与第二微带线3相互垂直。
[0022]所述介质基板11的材料为FR - 4，介质基板11的上表面敷铜。
[0023]所述介质基板11的相对介电常数为4.4，厚度为1.6mm。
[0024]所述共面集成波导馈线I的阻抗为50欧姆。
[0025]所述第一微带线2和第二微带线3之间留有0.2mm的间隙。
[0026]所述不对称开口圆环的内径为4mm,外径为4.5mm。
[0027]所述共面集成波导馈线I与第一矩形贴片9、第二矩形贴片10的间隔均为0.4mm。
[0028]下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
[0029]实施例1
[0030]结合图1，一种基于不对称圆环的小型化共面波导馈电三频微带天线，图2为天线的介质基板、各微带线以及微带贴片的尺寸参数，使用的介质基板为FR - 4，且上表面敷铜，介质基板的厚度为1.6mm，相对介电常数