小型化宽频微带天线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及天线【技术领域】，特别是涉及一种小型化宽频带微带天线。小型化宽频微带天线，该天线从上至下依次为辐射贴片、介质层、接地板，在辐射贴片和介质层上开有两个矩形槽，形成的E型结构，短路墙的两边分别与辐射贴片和接地板电连接。本发明对普通微带天线进行简单的改进处理，将天线尺寸减小了50%，贴片面积仅为13mm×15mm，天线带宽达到了40%，增益为4.5dB左右。
【专利说明】小型化宽频微带天线
【技术领域】
[0001]本发明涉及天线【技术领域】，特别是涉及到一种小型化宽频带微带天线。
【背景技术】
[0002]传统微带天线是在介质基板的两侧分别加载金属辐射贴片与金属接地板，且接地板的尺寸与介质基板尺寸相同，都比辐射贴片尺寸大许多；利用同轴探针或者微带线对天线进行馈电。
[0003]传统微带天线由于品质因数过高，限制了其频带的扩展，从而传统微带天线带宽只能达到1%_5%左右。现阶段无线通讯设备体积逐渐向小型化发展，要求微带天线尺寸也尽可能小，频带要宽。
[0004]展宽天线频带主要有以下几种:采用低介电常数的厚介质基板；贴片表面开槽；附加阻抗匹配网络；附加寄生贴片等。后两种方法增加了天线等效电路复杂度以及天线的面积，而表面开槽技术不增加天线的体积，应用范围相对较广。减小微带天线尺寸可以采用以下方法:加载短路针(或短路面或电路墙)，但是加载短路针后天线的阻抗匹配变得困难；采用高介电常数的介质基板，降低谐振频率减小天线尺寸，但是，会激励起较强的表面波，效率降低，天线带宽变窄。
【发明内容】
[0005]本发明所要解决的技术问题是:如何解决传统微带天线体积大，带宽窄的问题。
[0006]本发明所采用的技术方案是:小型化宽频微带天线，该天线从上至下依次为辐射贴片、介质层、接地板，在辐射贴片和介质层上开有两个矩形槽，形成的E型结构，短路墙的两边分别与辐射贴片和接地板电连接。
[0007]作为一种优选方式:接地板采用折叠处理，长边大于介质层的长边。
[0008]作为一种优选方式:该天线采用同轴馈线进行馈电，同轴馈线内导体与辐射贴片连接，外导体与接地板连接，馈电点位于该天线长边的中线上。
[0009]作为一种优选方式:采用低介电常数的空气或者泡沫作为介质层。
[0010]本发明的有益效果是:本发明对普通微带天线进行简单的改进处理，将天线尺寸减小了 50%，贴片面积仅为13mm X 15mm，天线带宽达到了 40%，增益为4.5dB左右。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本发明实施例小型化宽频带微带天线俯视图；
图2是本发明实施例小型化宽频带微带天线侧视图；
图3是本发明实施例小型化宽频带微带天线3D模型图；
图4是本发明实施例小型化宽频带微带天线反射系数示意图；
图5是本发明实施例小型化宽频带微带天线增益示意图；
其中，1、辐射贴片，2、介质层，3、接地板，4、短路墙，5、同轴馈线，6、矩形槽，7、馈电点。【具体实施方式】
[0012]本发明技术方案利用低介电常数的空气或泡沫构成的厚介质材料作为介质基板，减小了天线的品质因数；同时对介质层进行挖槽处理，使得同轴探针不至于太长，避免增加天线的感抗，增大了品质因数；对矩形进行开槽处理，激发另一个较低的谐振频率；加载短路墙技术用以减小天线尺寸。通过上述方法增大了天线的带宽，减小了天线的尺寸。
[0013]发明技术方案的工作原理:在传统的微带天线表面开出了 2条平行的矩形槽，矩形槽的出现改变了辐射贴片表面电流路径；对于中间部分电流路径与矩形天线基本相同，而槽的周围使得电流路径增加，附加了电感和电容；就相当于形成了两个电感电容的双谐振电路，得到两个相近的谐振频率点，从而增加带宽。采用空气或泡沫材料的厚介质作为介质层，介质层越厚或介电常数越小，天线的品质因数就越小，带宽越宽。而介质层变厚，同轴探针变长，品质因数变大。本发明采用介质层挖槽槽处理，使得同轴探针不至于过长，品质因数也不至于过大，有效的增大了天线的带宽。本发明加载短路墙，短路墙两侧分别与贴片和接地板电连接，使得天线纵向尺寸减小了 50%左右,减小了天线的体积。
[0014]下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案详细描述。
[0015]本实施例微带天线的结构如图1、2和3所示，其中包括辐射贴片1、介质层2、接地板3、短路墙4、同轴馈线5、矩形槽6和馈电点7。
[0016]如图1所示，在传统矩形微带天线的长边中线的两侧，分别开出2个平行且相同形状的矩形槽6，矩形槽6与纵向边长(短边)平行。2条矩形槽6的宽度小于长边的1/2，槽深度小于天线纵向长度，形成了 E型天线。本实施例微带天线采用介电常数为I的空气或者泡沫作为介质基板2，在介质基板的上侧是E型辐射贴片1，背面是金属接地板3。如图2和图3，对介质基板挖槽处理，使得天线品质因数不会太大，从而增大天线带宽，如图4所示。该微带天线采用同轴探针5进行馈电，探针5的内径与E型辐射贴片I相连，探针5的外径与接地板3连接。为了减小天线尺寸，本发明对天线加载短路墙4，如图1、2和3所示。短路墙4的两侧分别与辐射贴片I和接地板3连接；接地板3采用折叠处理用以增加天线增益，如图2和图5所示。
【权利要求】
1.小型化宽频微带天线，其特征在于:该天线从上至下依次为辐射贴片、介质层、接地板，在辐射贴片和介质层上开有两个矩形槽，形成的E型结构，短路墙的两边分别与辐射贴片和接地板电连接。
2.根据权利要求1所述的小型化宽频微带天线，其特征在于:接地板采用折叠处理，长边大于介质层的长边。
3.根据权利要求1所述的小型化宽频微带天线，其特征在于:该天线采用同轴馈线进行馈电，同轴馈线内导体与辐射贴片连接，外导体与接地板连接，馈电点位于该天线长边的中线上。
4.根据权利要求1到3所述的任意一种小型化宽频微带天线，其特征在于:采用低介电常数的空气或者泡沫作为介质层。
【文档编号】H01Q1/38GK104009292SQ201410246310
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年6月5日 优先权日:2014年6月5日
【发明者】蔡冬梅, 曾文杰, 刘建霞, 贾鹏, 吴奎 申请人:太原理工大学