平面wlan陷波超宽带微带天线的制作方法

文档序号:10956621
平面wlan陷波超宽带微带天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种平面WLAN陷波超宽带微带天线,该天线可应用于现代无线通信系统中。该天线由介质基板、微带馈线、辐射单元、接地面组成。微带馈线与辐射单元相连,位于介质基板的正面下方,辐射单元为圆角矩形环内部嵌入十字形枝节结构,位于介质基板的正面上方,接地面位于介质基板背面下方,为带有方型槽的矩形对称结构。本实用新型陷波超宽带微带天线的结构简单,易于加工,并且可以有效避免WLAN波段信号的干扰。
【专利说明】
平面WLAN陷波超宽带微带天线
技术领域
[0001]本实用新型属于天线领域,尤其涉及一种平面WLAN陷波超宽带微带天线。
【背景技术】
[0002]自从美国联邦委员会(FCC)在2002将3.1-10.6GHz划归为超宽带的民用频段,超宽带系统的设计与应用就引起人们的广泛关注。超宽带天线作为超宽带系统的重要组成部分,成为近年来的研究热点。尤其是平面微带天线,这种天线具有体积小、轮廓低、易于加工等特点,在超宽带无线通信系统中得到了广泛的应用。
[0003]然而,超宽带通信系统的工作频段覆盖了其它的窄带通信系统频段,如人们大量使用的2.4-2.484GHz、5.15-5.35GHz无线局域网(WLAN)频段。这些窄带通信频段会对超宽带天线的工作产生巨大的干扰。为了抑制这些干扰,可以在超宽带天线上加入一种陷波结构,使天线成为具有滤波特性的陷波天线。使超宽带天线带有滤波特性可以有多种方法:如在天线结构中引入寄生单元,采用分形结构,加入调谐枝节和开槽等。
[0004]本设计采用在辐射贴片上开槽并加入十字形调谐枝节的方法。这种陷波天线结构简单,并且通过改变调谐枝节的尺寸参数可以很方便的对天线的陷波频段进行调整,而且可以弥补在以往设计中的诸多缺陷。例如专利号为201310036282.6,专利名称为《一种带有陷波特性的超宽带天线》的中国专利,辐射贴片由两级尺寸不同的矩形和梯形结合体连接而成,形成渐变阶梯结构,在天线的部分金属接地面上开半椭圆凹口,在部分金属接地面的侧边开L形缝隙。通过选择合适的尺寸,就能满足其超宽带工作特性和陷波特性,天线设计比较复杂,且尺寸较大,且采用渐变馈电结构,给设计和调试带来不便。如专利号为201120111209.7,专利名称为《一种陷波超宽带天线》的中国专利,利用圆环形辐射单元和微带馈电的方式实现超宽带通信需求,在圆环形辐射单元的中间插入一条调谐微带线,来产生陷波特性,但是需要在接地面上开槽实现更宽的阻抗带宽,且体积较大,不能实现系统的小型化。

【发明内容】

[0005]本实用新型涉及一种平面WLAN陷波超宽带微带天线,结构简单,易于加工。采用微带线的馈电方式,辐射贴片采用圆角矩形环内加十字形枝节的结构,通过调整十字形枝节的尺寸可以调整天线的陷波频率,改变微带线的长度和宽度可以实现阻抗匹配,并有效的降低整个工作频率范围的回波损耗。
[0006]本实用新型采用如下技术方案:本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线包括介质基板101、矩形接地面201、福射单元圆角矩形环301,十字形枝节302、微带馈线401,其特征是:所述的介质基板101正面印刷有福射单元301,302以及微带馈线401。所述的微带馈线401与辐射单元301,302相连,位于介质基板101的正面下方。所述的辐射单元301,302位于介质基板101的正面上方,其中辐射单元301为圆角矩形环状结构,而辐射单元302嵌入在301内部,为十字形枝节结构,301和302中部是缝隙303。所述的接地面201位于天线背面正下方,为矩形对称结构。接地面201上方是方型槽202,同样为对称结构。
[0007]本实用新型与现有技术相比,具有以下显著优点:
[0008]1、体积小:本实用新型体积小巧,易于加工,结构简单;
[0009]2、谐振频段带宽大:通过采用圆角矩形环状辐射单元,使天线工作在超宽带频段;
[0010]3、陷波频率可调:本实用新型采用圆角矩形环加上十字形枝节辐射单元结构,通过改变十字形枝节的有效长度,可以方便地调节超宽带天线的陷波频率。
【附图说明】
[0011 ]图1是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线的正面图。
[0012]图2是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线的背面图。
[0013]图3是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线的回波损耗曲线图。
[0014]图4是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线的电压驻波比曲线图。
[0015]图5是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线在3GHz的方向图。
[0016]图6是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线在6GHz的方向图。
[0017]图7是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线在9GHz的方向图。
[0018]图8是本实用新型平面WLAN陷波超宽带微带天线在12GHz的方向图。
【具体实施方式】
[0019]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。
[0020]如图1所示,辐射单元301,302位于介质基板101正面上方,辐射单元301为圆角矩形环状结构,圆角矩形环301内部为十字形枝节结构302,辐射单元301,302的中部是缝隙303。微带馈线401位于介质基板101正面、福射单元301,302下方,且福射单元301,302和微带馈线401都为左右对称结构。接地面201位于介质基板101背面下方,为矩形对称结构。接地面201上方是方型槽202,同样为对称结构。
[0021]参见图1,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,其长宽厚度的尺寸是35mm X 27mm X 1.6mm;标号301为圆角矩形环状福射单元,圆角矩形环301的尺寸是14mm X 14mm;标号302为十字形枝节福射单元结构,十字形枝节302的尺寸是7.9mmX2.5mm;标号401是微带馈线,其长宽尺寸为14mmX 2.9mm。参见图2,标号201是介质基板101背面的接地面,长宽尺寸为27mm X 12.5mm,呈矩形对称结构。接地面201上方的方型槽202的长宽尺寸为3mm X 2.9mm,也为对称结构。
[0022]图3是本实施例的回波损耗曲线图,从图3中可以看出这种天线在3.15-4.85GHz和5.52-15.42 GHz频段内回波损耗小于-1OdB,可以实现超宽带的工作要求,而且在2.4-2.484GHz, 5.15-5.35GHz的无线局域网(WLAN)频段内实现陷波功能,可以有效避免WLAN信号的干扰。图4是本实施例的电压驻波比曲线图,从图4中可以看出其同样在3.15-4.85GHz和5.52-15.42 GHz频段内驻波比小于2,与图3回波损耗图相对应。
[0023]如图5、6、7、8分别是本实施例在3GHz、6GHz、9GHz、12GHz时该天线的方向图,从图中可以看出本实施例在整个频段内具有较好的方向性,满足设计要求。
[0024]上述实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,改变辐射单元、微带馈线和接地面的大小和尺寸,都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.一种平面WLAN陷波超宽带微带天线,其组成包括介质基板、辐射单元、微带馈线和接地面,其特征是:所述的平面WLAN陷波超宽带微带天线印制在介质基板上,天线正面印刷有微带馈线、圆角矩形环状辐射单元,环内嵌有十字形枝节结构的辐射单元,介质基板背面印刷有开槽的矩形接地面。2.根据权利要求1所述的平面WLAN陷波超宽带微带天线,其特征在于:辐射单元位于介质基板的正面上方,与微带馈线相连接,微带馈线位于介质基板的正面下方,所述的接地面位于介质基板的背面正下方,呈矩形对称结构。
【文档编号】H01Q1/38GK205646144SQ201620370092
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年4月28日
【发明人】邓东民, 王辂, 骆志权, 闫宝山, 郑宏兴, 冯立营
【申请人】天津职业技术师范大学
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