阵列十字形馈电三频带天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种阵列十字形馈电三频带天线。它包括基板、左上十字形贴片、右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片、中十字形贴片、矩形金属接地板；基板的上表面设有左上十字形贴片、右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片、中十字形贴片；基板的下表面设有矩形金属接地板，左上十字形贴片的中心处设有圆柱形同轴馈电贴片，左上十字形贴片、右上十字形贴片分别位于中十字形贴片的左上侧与右上侧，左下十字形贴片、右下十字形贴片分别位于中十字形贴片的左下侧与右下侧。本实用新型在工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单，体积小，成本低，便于集成。
【专利说明】阵列十字形馈电三频带天线
【技术领域】
[0001 ] 本实用新型涉及天线，尤其涉及一种阵列十字形馈电三频带天线。
【背景技术】
[0002]在无线电通信和雷达系统中，天线作为与外部空间的接口，其作用是不可或缺的。近年来，随着科学技术水平的日益发展，人们对天线的要求也变得越来越高，重量轻、体积小、制作方便、易共形等要求被不断提出。在天线家族的众多成员中，微带天线以其优越的性能脱颖而出，成为最具发展前途的一类。
[0003]微带贴片天线是一种谐振式天线，它由导体薄片粘贴在背面有导体接地板的介质基片上形成的天线，通过在导体贴片与接地板之间激励起电磁场，形成辐射，辐射大小由金属贴片上的电流决定。一般来说，它的工作波长远小于介质板厚度，属于电小型化天线。然而，微带贴片天线本身是一种窄带天线，在实际应用中频带窄成为微带天线最主要的限制。因此，如何展宽频带成为目前微带贴片天线中研究中的热点。目前在实际中已有许多展宽频带的方法，如采用介电常数低的厚介质板、附加馈电网络、采用层叠结构等等。这些技术的应用都大大展宽了微带天线的带宽，使微带天线可以应用到更广阔的领域。
实用新型内容
[0004]本实用新型提供一种阵列十字形馈电三频带天线，技术方案如下:
[0005]阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于包括基板、左上十字形贴片、右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片、中十字形贴片、矩形金属接地板；基板的上表面设有左上十字形贴片、右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片、中十字形贴片；基板的下表面设有矩形金属接地板，左上十字形贴片的中心处设有圆柱形同轴馈电贴片，左上十字形贴片、右上十字形贴片分别位于中十字形贴片的左上侧与右上侧，左下十字形贴片、右下十字形贴片分别位于中十字形贴片的左下侧与右下侧，中十字形贴片位于基板上表面的几何中心处，中十字形贴片的上端与底端分别和基板的上端与底端相连，中十字形贴片的左端与右端分别和基板的左端与右端相连。
[0006]所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料,基板的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为29.7mm?29.9mm。所述的左上十字形贴片由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为
11.8mm?12.0mm,宽度为3.9mm?4.1_。所述的右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片的大小尺寸均相同，均由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为11.8mm?
12.0mm,宽度为3.9mm?4.1_。所述的中十字形贴片由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为16.1mm?16.3mm,宽度均为5.9mm?6.1mm,横矩形贴片长度为29.7mm?29.9mm,宽度为5.9mm?6.1_。所述的圆柱形同轴馈电贴片半径为1.6mm?1.8mm。所述的矩形金属接地板的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为29.7mm?29.9mm。
[0007]本实用新型在工作频带内具有稳定的辐射特性，损耗低，结构简单，体积小，成本低，便于集成等优点。
【专利附图】
【附图说明】
:
[0008]图1是阵列十字形馈电三频带天线的正面结构示意图；
[0009]图2是阵列十字形馈电三频带天线的背面结构示意图；
[0010]图3是阵列十字形馈电三频带天线的回波损耗曲线图；
[0011]图4是天线在5.67GHz时的E面、H面辐射方向图；
[0012]图5是天线在5.94GHz时的H面、H面辐射方向图；
[0013]图6是天线在6.30GHz时的E面、H面辐射方向图；
[0014]图7是天线在5.67GHz时的正面结构表面电流密度分布图；
[0015]图8是天线在5.94GHz时的正面结构表面电流密度分布图；
[0016]图9是天线在6.30GHz时的正面结构表面电流密度分布图。
【具体实施方式】
[0017]如图1?2所示，阵列十字形馈电三频带天线包括基板1、左上十字形贴片2、右上十字形贴片3、左下十字形贴片4、右下十字形贴片5、中十字形贴片6、矩形金属接地板8 ；基板I的上表面设有左上十字形贴片2、右上十字形贴片3、左下十字形贴片4、右下十字形贴片5、中十字形贴片6 ;基板I的下表面设有矩形金属接地板8，左上十字形贴片2的中心处设有圆柱形同轴馈电贴片7，左上十字形贴片2、右上十字形贴片3分别位于中十字形贴片6的左上侧与右上侧，左下十字形贴片4、右下十字形贴片5分别位于中十字形贴片6的左下侧与右下侧，中十字形贴片6位于基板I上表面的几何中心处，中十字形贴片6的上端与底端分别和基板I的上端与底端相连，中十字形贴片6的左端与右端分别和基板I的左端与右端相连。
[0018]所述的基板I为玻璃纤维环氧树脂材料，基板I的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为29.7mm?29.9mm。所述的左上十字形贴片2由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为11.8mm?12.0mm,宽度为3.9mm?4.1mm0所述的右上十字形贴片3、左下十字形贴片
4、右下十字形贴片5的大小尺寸均相同，均由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为11.8mm?12.0mm,宽度为3.9mm?4.1mm。所述的中十字形贴片6由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为16.1mm?16.3mm,宽度均为5.9mm?
6.1mm,横矩形贴片长度为29.7mm?29.9mm,宽度为5.9mm?6.1mm。所述的圆柱形同轴馈电贴片7半径为1.6mm?1.8_。所述的矩形金属接地板8的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为 29.7mm ?29.9mm。
[0019]实施例1
[0020]阵列十字形馈电三频带天线:
[0021]选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为1.5mm。基板的长度为38.4mm,宽度为29.Smm0左上十字形贴片由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.1mm,宽度均为4.0mm，横矩形贴片长度为11.9mm,宽度为4.0mm。右上十字形贴片、左下十字形贴片、右下十字形贴片的大小尺寸均相同，均由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.1mm，宽度均为4.0mm,横矩形贴片长度为11.9mm,宽度为4.0_。中十字形贴片由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为16.2mm,宽度均为6.0mm，横矩形贴片长度为29.8mm,宽度为6.0_。圆柱形同轴馈电贴片半径为1.7_。矩形金属接地板的长度为38.4mm,宽度为29.8mm。阵列十字形馈电三频带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的回波损耗曲线如附图3。由图可见，-1OdB以下的工作频段为5.62GHz?
5.72GHz,5.86GHz?6.0lGHz和6.2IGHz?6.4IGHz0图4_6所示为条状接地板共面三频天线在5.67GHz,5.94GHz,6.30GHz时的E面和H面方向图，由图可见，在频率为5.67GHz时，增益为7.4dBi，半功率波瓣宽度为43.9°，在频率为5.94GHz时，增益为6.2dBi，半功率波瓣宽度为57.8°，在频率为6.30GHz时，增益为5.0dBi，半功率波瓣宽度为132.2°。图7-9所示为天线在5.67GHz,5.94GHz,6.30GHz时的正面结构表面电流密度分布图。
【权利要求】
1.一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于包括基板(I)、左上十字形贴片(2)、右上十字形贴片(3)、左下十字形贴片(4)、右下十字形贴片(5)、中十字形贴片￠)、矩形金属接地板(8);基板(I)的上表面设有左上十字形贴片(2)、右上十字形贴片(3)、左下十字形贴片(4)、右下十字形贴片(5)、中十字形贴片￠);基板(I)的下表面设有矩形金属接地板(8)，左上十字形贴片(2)的中心处设有圆柱形同轴馈电贴片(7)，左上十字形贴片(2)、右上十字形贴片(3)分别位于中十字形贴片￠)的左上侧与右上侧，左下十字形贴片(4)、右下十字形贴片(5)分别位于中十字形贴片￠)的左下侧与右下侧，中十字形贴片(6)位于基板(I)上表面的几何中心处，中十字形贴片￠)的上端与底端分别和基板(I)的上端与底端相连，中十字形贴片出)的左端与右端分别和基板(I)的左端与右端相连。
2.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的基板(I)为玻璃纤维环氧树脂材料,基板(I)的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为29.7mm?29.9mm。
3.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的左上十字形贴片(2)由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为11.8mm?12.0mm,宽度为3.9mm ?4.1mm0
4.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的右上十字形贴片(3)、左下十字形贴片(4)、右下十字形贴片(5)的大小尺寸均相同，均由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为6.0mm?6.2mm,宽度均为3.9mm?4.1mm,横矩形贴片长度为11.8mm?12.0mm,宽度为3.9mm?4.1mm。
5.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的中十字形贴片(6)由两个竖矩形贴片和一个横矩形贴片组成，其中两个竖矩形贴片的长度均为16.1mm?16.3mm，宽度均为5.9mm?6.1mm,横矩形贴片长度为29.7mm?29.9mm，宽度为5.9mm ?6.1mm0
6.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的圆柱形同轴馈电贴片(7)半径为1.6mm?1.8mm。
7.如权利要求1所述的一种阵列十字形馈电三频带天线，其特征在于所述的矩形金属接地板(8)的长度为38.3mm?38.5mm,宽度为29.7mm?29.9_。
【文档编号】H01Q5/00GK204088567SQ201420549409
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月23日 优先权日:2014年9月23日
【发明者】邹欢清, 章乐 申请人:中国计量学院