一种433MHz小型化全向微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于无线通信技术领域，具体涉及一种用于便携式移动通信系统的全向微带天线。
【背景技术】
[0002]随着无线电子产品变得越来越小、越来越薄，天线的小型化变得越来越重要。微带天线的小型化方法主要有表面曲流技术、短路加载技术、采用高介电常数的基片、分形技术、采用特殊形状、附加有源网络等，但是微带天线的小型化通常会降低天线的性能，如天线表面波的增加、增益的降低、带宽的减少。曲流技术就是通过在微带传输线上合理的开槽，从而增加了电流的有效长度，达到天线小型化的目的。短路加载技术就是在长度为二分之一工作波长的矩形微带天线的中间零电位线上接地，从而将天线的长度缩减为四分之一工作波长，实现天线的小型化[1]。目前在433MHZ频段使用较多的是直线天线或螺旋天线，但是这种天线所占的空间较大不利于设备的小型化，而且需要单独焊接到PCB板上增加了生产流程。微带天线具有剖面低、重量轻、方便嵌入等优点，然而433MHz频段的微带天线却没有得到广泛使用，主要由于体积仍然较大不方便嵌入设备，回波损耗较高、天线辐射效率低、带宽较窄等缺点。
[0003]对比文件
[0004][I]杨泓霖.433M小型微带天线的研究[D].江苏南京:南京邮电大学，2012.2
【发明内容】
[0005]本实用新型的目的在于提供一种433MHz小型化全向微带天线，以小型化天线体积，利于嵌入移动便携式设备，且使带宽变宽。
[0006]为了解决以上技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下:
[0007]步骤一，采用螺旋状主辐射部分，结合短路加载技术和曲流技术，构造微带天线。
[0008]步骤二，利用FSS仿真软件进行天线结构优化，得出最优化天线结构。
[0009]—种433MHz小型化全向微带天线，包括介质基板(I)、接地面(2)、螺旋状主辐射部分(3)、矩形馈线(4)、短路片(5)、阻抗变换器(6)、第一矩形开槽线(2a)和第二矩形开槽线(2b);其特征在于:所述螺旋状主辐射部分(3)、矩形馈线(4)和阻抗变换器(6)印刷在介质基板(I)的正面，接地面(2)印刷在介质基板(I)的背面，短路片(5)用于连接阻抗变换器(6)和接地面(2)，螺旋状主辐射部分(3)有效地减少了倒F型微带天线所占据的介质基板的空间，第一矩形开槽线(2a)和第二矩形开槽线(2b)增加了电流的有效长度降低了谐振频率，短路片(5)将天线的长度从1/2波长降为1/4波长;介质基板(I)的长度为I1、宽度为^、高度为hi;接地面⑵的长度为I1、宽度为W2;第一矩形开槽线(2a)的长度为12、宽度为W3、与上边缘的距离为W9;第二矩形开槽线(2b)的长度为13、宽度为W3、与下边缘的距离为W8;短路片
(5)的长度为14、高度为h1;阻抗变换器(6)由两部分组成:一部分长度为15、宽度为W5，另一部分长度为14、宽度为W4;矩形馈线(4)的长度为I6、宽度为W6;螺旋状主辐射部分(3)由六部分组成:按顺时针第一部分至第五部分的长度分别为17、18、19、110、111、宽度均为W5，第六部分的长度为112、宽度￥7;
[0010]所述介质基板(I)为玻璃纤维环氧树脂FR4材料，接地面(2)、螺旋状主辐射部分
(3)、矩形馈线(4)、短路片(5)、阻抗变换器(6)的材料均为铜；
[0011 ]各参数的取值为Ii = 20mm; I2 = 12mm; I3 = 13mm; I4= 1mm； I5 = 2mm; 16 = 3mm; I7 =15mm； I s = 1 7mm ； I q = 1 4mm ； I1= 12mm； Iii = 10mm; Ii2 = 4mm；wi = 23mm；w2 = 18mm；W3 = lmm；W4= 2mm；W5 = 3mm；W6 = 20mm；W7 = 10mm；W8 = 5mm；W9 = 7mm；hi = 1.6mm。
[0012]所述螺旋状主辐射部分(3)为螺旋状。
[0013]经过对接地面进行设计与优化，所述第一矩形开槽线(2a)和第二矩形开槽线(2b)为在接地面(2)上的矩形开槽。
[0014]通过以上设计，本实用新型保证天线谐振频率为433MHz的前提下，缩小了天线所占空间、使天线回波损耗小于-3(ΜΒ、50Ω阻抗匹配良好、增加了天线的圆极化特性和带宽。[0〇15] 本实用新型433MHz微带天线的体积仅为23mmX 20mmX 1.6mm、结构简单、方便嵌入，介质基板(I)采用玻璃纤维环氧树脂(FR4)材料，天线各部分可以直接在印刷电路板上腐蚀来制作实物。
[0016]本实用新型具有有益效果
[0017]本实用新型通过采用短路加载技术和曲流技术有效的缩减了倒F型微带天的体积，主辐射部分采用螺旋状结构进一步缩减了天线所占空间，同时增加了天线的圆极化特性扩展了带宽，天线仅有一个谐振频率可以避免其他频率的干扰。具体效果如下:
[0018](I)体积小、结构简单，方便嵌入，天线的长、宽、高分别为23mm、20mm、1.6mm；
[0019](2)回波损耗(SnM、，频率谐振点回波损耗小于_30dB;
[0020](3)带宽大，天线在430.1919?436MHz频段内，有Sn〈-10dB，阻抗带宽约为6MHz;[0021 ] (4)50 Ω的馈电阻抗匹配好，天线的归一化阻抗为(1.0965+0.0317j) Ω，便于与系统其他部件匹配和集成。
【附图说明】
[0022]图1a为本实用新型的结构正视图；
[0023]图1b为本实用新型的结构后视图；
[0024]图1c为本实用新型的结构右视图；
[0025]图2为本实用新型HFSS仿真软件对螺旋状主辐射部分优化后的回波损耗(Sn)参数图；
[0026]图3为本实用新型HFSS软件仿真优化后的最终回波损耗(Sn)参数图；
[0027]图4为本实用新型HFSS软件仿真优化后的SmithChart图；
[0028]图5为本实用新型HFSS软件仿真优化后的方向图；
[0029]图中:I介质基板、2接地面、3螺旋状主辐射部分、4矩形馈线、5短路片、6阻抗变换器、2a第一矩形开槽线、2b第二矩形开槽线。
【具体实施方式】