边缘多矩形槽三频天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天线领域，尤其涉及边缘多矩形槽三频天线。
【背景技术】
[0002]根据IEEE 521-2002标准，X波段是指频率在8_12 GHz的无线电波波段，在电磁波谱中属于微波。X波段通常的下行频率为7.25-7.75 GHz，上行频率为7.9-8.4 GHz，也常被称为7/8 GHz波段。根据国际电信联盟无线电规则第8条，X频段在空间应用方面有空间研究、广播卫星、固定通讯业务卫星、地球探测卫星、气象卫星等用途，但雨衰减对X频段的信号传输有一定的影响。
[0003]根据IEEE521-2002标准，C波段是指频率在4-8GHZ的无线电波波段，作为通信卫星下行传输信号的频段。在卫星电视广播和各类小型卫星地面站应用中，该频段首先被采用且一直被广泛使用。通常的上行频率范围为5.925-6.425GHz之间，下行频率则为
3.7-4.2GHz，即上下行带宽各为500MHz。
[0004]根据IEEE521-2002标准，Ku波段是指频率在12_18GHz的无线电波波段。表示比IEEE521-2002标准下的K波段的频率低。
[0005]三个波段各有其优缺点，单一波段越来越无法满足现代需要。但是能够同时兼容三个频段的天线成果却不多，现有的大多数天线只能工作在其中一个频段内。作者姚前进于2008年在《卫星电视与宽带多媒体》上发表的《我的C/Ku双频段柱挂式手动极轴天线》一文中，设计了一种可以工作在C波段和Ku波段的双频天线，但缺少对X波段的兼容，且该天线体积较大，不方便使用。作者彭军、鞠智序等于2005年在《2005全国微波毫米波会议论文集(第三册)》上发表的《一种Ku&C双频天线的研制》一文中，设计的天线虽然做到了小型化，但同样只兼容了 C波段和Ku波段。因此设计出一个工作在这三个频段的天线具有很大的现实意义。
【发明内容】
[0006]本实用新型边缘多矩形槽三频天线，结构简单，尺寸较小，采用在一个辐射贴片上开槽的方式实现了三频特性，通过调整各个槽的位置、长度和宽度，调整辐射贴片的长度、宽度和圆角半径的大小，调整接地面的长度和宽度，可以实现阻抗匹配和达到展宽带宽的目的。
[0007]本实用新型采用如下技术方案:
[0008]1、本实用新型边缘多矩形槽三频天线包括介质基板101、辐射贴片201、微带馈线202和接地面203 ;所述的三频天线，其辐射贴片201为圆角矩形，矩形内侧四周有两个“L”形槽，槽的宽度均不相同，中间有五个等宽矩形槽，三个较长的矩形槽呈“U”字形排列，两个较短的矩形槽附在“U”形槽的两臂上，辐射贴片通过微带馈线与接地面相连接；
[0009]2、所述的三频天线，其接地面的宽度小于介质基板的宽度。
[0010]本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点:
[0011]1、具有较高的增益:本实用新型通过调整辐射贴片上槽的形状，可以实现天线在各个工作频段上均具有较高的增益；
[0012]2、通带带宽可调:本实用新型通过调节各个槽的长度和宽度，可以调节天线在各个频段的工作带宽；
[0013]3、通带匹配特性好:本实用新型通过调整辐射贴片及微带馈线的长度和宽度，可以实现频段内的良好的阻抗匹配。
【附图说明】
[0014]图1是本实用新型边缘多矩形槽三频天线的正面图。
[0015]图2是本实用新型边缘多矩形槽三频天线的背面图。
[0016]图3是本实用新型边缘多矩形槽三频天线的回波损耗曲线图。
[0017]图4是本实用新型边缘多矩形槽三频天线的驻波比曲线图。
[0018]图5是本实用新型边缘多矩形槽三频天线在5.52GHz的方向图。
[0019]图6是本实用新型边缘多矩形槽三频天线在8.76GHz的方向图。
[0020]图7是本实用新型边缘多矩形槽三频天线12.84GHz的方向图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0022]如图1和图2所示，一个优选的实施例是在5.52GHz、8.76GHz和12.84GHz谐振，并拥有足够的带宽，使天线可以工作在三个频率范围。该三频印刷天线由介质基板101、辐射贴片201、微带馈线202、接地面203、矩形槽301、矩形槽302、矩形槽303、矩形槽304、矩形槽305、矩形槽306、矩形槽307、矩形槽308和矩形槽309组成。本实用新型也可以通过改变辐射贴片的参数来使其工作在其它频段。
[0023]具体实施如下:微带馈线202位于介质基板101的下方，辐射贴片201位于介质基板101的上方，矩形槽301、302、303、304、305、306、307、308、309位于辐射贴片201上，其中矩形槽301、304相连接呈“L”形，矩形槽302、303相连接呈“L”形，矩形槽305、306、307、308,309相连接呈“U”形，辐射贴片201与微带馈线202相连接，接地面203位于介质基板101的下方。
[0024]参见图1、图2，标号101是介质基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介电常数是
4.4，其长宽高的尺寸是40mmX 27mmX 1.6mm ;标号201是圆角矩形辐射贴片，其长宽尺寸为14mmX 14mm，其圆角的半径为Imm ;标号202是微带馈线，位于介质基板的上表面，其长宽尺寸为14_X2.9mm ;标号203是接地面，其长宽尺寸为25_X 12.5mm，位于介质基板的下表面；标号301是辐射贴片上侧矩形槽，其长宽尺寸为1mmX0.4mm ;标号302是辐射贴片右侧矩形槽，其长宽尺寸为12.5mmX 0.5mm ;标号303是辐射贴片下侧矩形槽，其长宽尺寸为12.5mmX 0.4mm ;标号304是辐射贴片左侧矩形槽，其长宽尺寸为12.5mmX 0.5mm ;标号305是福射贴片中间U形槽右臂上方的横向凸起，其长宽尺寸为0.5mmX 0.5mm ;标号306是福射贴片中间U形槽的右臂，其长宽尺寸为6mmX0.5mm ;标号307是辐射贴片中间U形槽下方的横向部分，其长宽尺寸为9mmX0.5mm ;标号308是福射贴片中间U形槽下方的左臂，其长宽尺寸为9.5mmX 0.5mm ;标号309是辐射贴片中间U形槽左臂中间的横向凸起，其长宽尺寸为 0.5mm X 0.5mm。
[0025]图3是本实施例的回波损耗曲线图，从图3中可以看出此天线在
4.62GHz-6.56GHz、8.34Hz_9.6GHz 和 12.33GHz_13.8GHz 频段回波损耗小于-1OdB,图 4是本实施例的驻波比曲线图，图5是本实施例在5.52GHz处的方向图，图6是本实施例在
8.76GHz处的方向图，图5是本实施例在12.84GHz处的方向图，从以上图例综合分析，本实施例在各个频段都有较好的谐振特性，较大的增益，较好的阻抗匹配特性，从而满足通信的基本需求。
[0026]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，另外在本实施例的基础上，改变辐射贴片、圆角半径、微带馈线、接地面的大小，都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.边缘多矩形槽三频天线，其特征在于:所述三频天线印制在介质基板上，其组成包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和接地面；所述的辐射贴片为圆角矩形，矩形内侧四周有两个“L”形槽，槽的宽度均不相同，中间有五个矩形等宽槽，三个较长的矩形槽呈“U”字形排列，两个较短的矩形槽附在“U”形槽的两臂上，辐射贴片通过微带馈线与接地面相连接。2.如权利要求1所述的边缘多矩形槽三频天线，其特征在于:所述的接地面的宽度小于介质基板的宽度。
【专利摘要】本实用新型公开了一种边缘多矩形槽的具有三频特性的印刷天线，该天线可应用于卫星通信系统中。该天线由介质基板、微带馈线、辐射贴片、接地面组成，辐射贴片和微带馈线相连与接地板分别印刷在介质基板的两侧。本实用新型印刷天线谐振在三个频点，可以覆盖X波段(8-12？GHz)、C波段(4-8GHZ)、Ku波段(12-18GHz)，满足其通信需求。天线的结构简单，增益大，通带匹配特性良好，并且天线的频带宽度可灵活调整。
【IPC分类】H01Q5/328, H01Q5/20, H01Q1/38
【公开号】CN204732535
【申请号】CN201520215247
【发明人】郑宏兴, 王辂, 邓东民, 万小凤, 彭升
【申请人】天津职业技术师范大学
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年4月13日