专利名称：双偶极子型宽带印制天线的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种宽带无线收发系统中天线的宽频带，平面集成化技术。
印制天线由于重量轻、体积小、低剖面、易于共形和集成等优点而得到了广泛的研究和应用。频带窄是普通印制天线的主要缺点。例如，普通微带贴片天线带宽仅有1～5％。
尽管目前已有多种途径来展宽这类天线的频带，如降低微带天线等效谐振电路的Q值，即增大基片厚度，降低基片相对介电常数等。但是，基片厚度增大会引起表面波的明显激励；降低介电常数的潜力也很有限，最小值为1，即空气介质。又如，用铁氧体材料作基片，可使频带明显展宽，但由于损耗大，使得天线效率很低。
此外，附加寄生贴片、采用电磁耦合馈电方式，采取多层微带形式，利用行波阵或对数周期阵等结构也可以展宽频带。但是这些微带天线频带的展宽往往以体积和复杂性的增加以及效率的降低为代价。例如，附加寄生贴片，频带展宽有限；多层微带天线采用多层基片制作，结构复杂，制作工艺繁琐；行波阵或对数周期阵结构面积明显增大数倍。又如，U型槽印制天线，虽然频带性能好，但交叉极化严重，辐射特性受损。
因此，能同时做到宽带性能和简单结构的印制天线还很罕见。
本实用新型的目的就是提供一种适应于宽带无线收发系统天线的小型化，平面集成宽带化的双偶极子型宽带印制天线。
本实用新型的双偶极子型宽带印制天线由介质基片和金属导电层所组成，该天线在基片的正反两侧分别对称设有两条厚、宽、长均相同的偶极子型振子，基片正反两侧的偶极子型振子的左右两臂分别由金属化孔将正反对称的两侧连通，天线的左臂由馈线从基片一侧天线两臂的对称中线引出，天线的右臂由另一馈线从基片另一侧天线两臂的对称中线引出。天线两臂的间距D=1～2毫米。金属化孔的个数为2～4个，孔的直径为0.5～2毫米。偶极子型振子的宽度为1～5毫米。
本实用新型的优点在于1．宽频带特性BW＞13％(VSWR＜1.5),BW＞23％(VSWR＜2.0)。(BW为带宽)这种新型结构的天线带宽比普通的印制天线带宽宽得多。普通的印制天线频带很窄，例如，普通微带矩形贴片天线带宽BW仅有1～5％，带线缝隙天线仅有1～2％。在相同的介质基片上，该双偶极子型天线的带宽是普通印制偶极子天线的带宽的10倍，普通印制偶极子约为2.4％，该双偶极子型天线可达24％以上。
有些普通的印制天线对介质基片的介电常数和厚度有一定的要求。普通印制偶极子一般要求介质厚度在工作波长的十分之一以上，例如，频率在3GHz时，要达到合适的带宽，介质基片厚度须为10mm以上，在0.8mm的基片上，带宽仅有2％，而且此时效率已很低。而这种双偶极子型天线在0.8mm的基片上，带宽就可达到25％以上。
2．结构简单，性能一致性好，易批量一次印制成型，无须外加寄生电路和多层贴片，且馈电网络平面集成化，小型化，简单实用。
该新型偶极子天线结构很简单，方便与电路集成在一片电路板上，馈线的长度可根据集成电路的布版要求调整。普通印制天线的频带的展宽往往以体积和复杂性的增加以及效率的降低为代价。例如，附加寄生贴片、采用电磁耦合馈电方式，采取多层微带形式，利用行波阵或对数周期限等结构都可以展宽频带。但是附加寄生贴片，频带展宽有限；多层微带天线采用多层基片制作，结构复杂，制作工艺繁琐；行波阵或对数周期阵结构面积明显增大数倍。又如，U型槽印制天线，虽然频带性能好，但交叉极化严重，辐射特性受损。而本实用新型就可以克服以上缺点，做到小型化、集成宽频带。
图1是本实用新型的单面结构示意图。其中有基片1、偶极子型振子2、金属化孔3、馈线4。
图2是图1中A-A向剖视结构示意图。其中有基片1、偶极子型振子2、金属化孔3、馈线41、馈线42。
本实用新型的实施方案如下采用双面印刷电路版的制作工艺，在基片的两侧制作印制天线和馈线，按照要求制作的天线的四个臂后(对称于基片，每侧两个臂)，在基片两侧的金属天线臂内侧设有金属化孔3，将基片两侧的天线相连通即可制成本实用新型的天线。以2.4GHz不停车收费长天线部分的天线结构为例所选取的各项参数为基片介电常数3.5，基片厚度0.8mm天线外端距离(即天线两臂外端之间的距离)55mm天线臂长26.5mm，金属化孔直径0.8mm；天线内端距离(即天线两臂内端之间的距离)2mm；馈线的宽度1.8mm；天线振子宽度4mm；天线振子上边距基片上边的距离1mm；天线振子下边距基片下边的距离2mm；金属化孔的个数为每左右两个臂各3个。
以5.8GHz不停车收费卡天线部分的天线尺寸为例基片介电常数3.5 基片厚度0.8mm；天线外端距离20mm天线内端距离2mm；金属化孔直径0.8mm 天线臂长9mm；馈线宽度2.0mm 天线振子宽度4mm；天线振子上边距基片上边的距离1mm，天线振子下边距基片下边的距离2mm，金属化孔的个数为左右两臂每边3个。
权利要求1．一种双偶极子型宽带印制天线，由基片和金属导电层所组成，其特征在于该天线在基片(1)的正反两侧分别对称设有两条厚、宽、长均相同的偶极子型振子(2)，基片(1)两侧的偶极子型振子(2)的左右两臂分别由金属化孔(3)将正反对称的两臂连通，天线的左臂由馈线(41)从基片(1)一侧天线两臂的对称中线引出，天线的右臂由另一馈线(42)从基片(1)另一侧天线两臂的对称中线引出。
2．根据权利要求1所述的双偶极子型宽带印制天线，其特征在于天线两臂的间距D=1～2毫米。
3．根据权利要求1或2所述的双偶极子型宽带印制天线，其特征在于金属化孔(3)的个数为2～4个，孔的直径为0.5～2毫米。
4．根据权利要求1或2所述的双偶极子型宽带印制天线，其特征在于偶极子型振子(2)的宽度为1～5毫米。
专利摘要双偶极子型宽带印制天线是一种宽带无线收发系统中天线的宽频带、平面集成化天线,该天线在基片的两侧分别对称设有两条厚、宽、长均相同的偶极子型振子,基片两侧的偶极子型振子的两臂分别由金属化孔将对称的两臂连通,天线的左臂由馈线从基片一侧天线两臂的对称中线引出,天线的右臂由另一馈线从基片另一侧天线两臂的对称中线引出。
文档编号H01Q9/04GK2445457SQ00220230
公开日2001年8月29日 申请日期2000年5月11日 优先权日2000年5月11日
发明者洪伟, 蒋芹, 朱晓维, 周健义, 冯立民, 刘进 申请人:东南大学