基于开路线的多频微带天线的制作方法

本发明涉及移动通信系统和通用系统频域的天线，特别涉及一种覆盖850MHz~890MHz、1400MHz~1900MHz和2370MHz~2860MHz范围内可用频段的基于开路线的多频微带天线。

背景技术：

微带天线是在介质基板上一面附上金属薄层做接地板，另一面用光刻腐蚀等方法做出一定形状和面积的金属贴片的天线，可以利用微带线或同轴探针对微带天线馈电。

微带天线的特点是剖面薄，微带天线体积小、重量轻、成本低，易于批量生产。微带天线是平面结构，易于与其它电路集成，但是微带天线有一个明显的缺点，其工作频带很窄，这极大的限制了微带天线的应用范围，现在的电磁环境复杂，有广播系统、个人通信系统、蓝牙技术、RFID、雷达系统、卫星通信系统等，若采用窄带天线，在一个系统中会采用几个天线，这样会增加系统的体积和成本，与现代通信技术发展趋势宽带化、小型化相悖，因此希望能够研发一款能够在多个频段上实现中心频点稳定的天线，以满足更多频段的使用需求。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题，就是提供一种制作简单、成本低，可以覆盖多个频段的基于开路线的多频微带天线。

为实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

基于开路线的多频微带天线，包括中间层介质基板，上表层和下表层接地面组成，所述上表层包括辐射单元、馈电点和开路线，所述辐射单元和开路线位于上表层左右两边，所述馈电点位于开路线和辐射单元的连接处，所述开路线为蜿蜒曲折结构，所述辐射单元为近似M型蜿蜒结构，所述下表层接地面为全表面覆盖金属层面的矩形结构，所述天线采用印刷版工艺在双面覆铜的FR4基板上制成，FR4基板厚度为1.6mm，相对介电常数为4.4。本发明通过对基板上开路线结构，通过辐射单元，能够实现在850MHz~890MHz、1400MHz~1900MHz和2370MHz~2860MHz三个频段范围内使用。

所述辐射单元位于上表层的右边枝节，整体是由24个折线连接包围的近似M型蜿蜒结构，包括第一折线、第二折线、第三折线、第四折线、第五折线、第六折线、第七折线、第八折线、第九折线、第十折线、第十一折线、第十二折线、第十三折线、第十四折线、第十五折线、第十六折线、第十七折线、第十八折线、第十九折线、第二十折线、第二十一折线、第二十二折线、第二十三折线和第二十四折线，所有折线按顺序首尾相连接，其连接的回折角度均为90°。

所述馈电点位于上表层的中部位置，整体呈矩形结构，其长度为3mm，宽度为1.5mm。

所述开路线位于上表层的左边枝节，整体成蜿蜒形状，包括第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节，其中第一枝节末端与第二枝节末端垂直连接，第二枝节末端和第三枝节末端垂直连接，第三枝节末端和第四枝节末端垂直连接，第四枝节末端和第五枝节中间部位垂直连接。

所述辐射单元的M型结构激发新的波模在一定程度上增加的天线的带宽，在多个频点处形成谐振，以达到了多频段宽带宽的效果。

通过上述方案，本发明的有益效果是：基于开路枝节的微带天线中的开路枝节在一定的频段范围内改善了阻抗匹配的情况，在多个频点引起多个谐振模式。通过调整开路线，可以调节天线阻抗实部以及虚部数值，使其达到相对较好的阻抗匹配情况，从而实现研发一款能够在多个频段上频点中心稳定的天线，以满足更多频段的使用需求。

微带天线相对带宽一般也就6%左右。相对带宽是是频率上限和频率下限的差值与中心工作频率的比值。微带天线相对带宽一般也就6%左右，而这款基于开路线的微带天线在1400MHz-1900MHz和2370MHz-2860MHz频段范围内的相对带宽分别为28.6%、18.8%，天线的多枝节设计形式在一定程度上有效的拓宽的天线的带宽，满足了实际使用需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明基于开路线的多频微带天线的正视图；

图2是本发明基于开路线的多频微带天线的侧视图；

图3是本发明基于开路线的多频微带天线的后视图；

图4是本发明基于开路线的多频微带天线的辐射单元结构图；

图5是本发明基于开路线的多频微带天线的馈电点结构图；

图6是本发明基于开路线的多频微带天线的开路线结构图；

图7是本发明基于开路线的多频微带天线的回拨损耗曲线图；

图中结构标记：介质基板1、上表层2、接地面3、辐射单元4、馈电点5、开路线6。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参见图1、2、3所示，所述基于开路线的多频微带天线，包括中间层介质基板1，上表层2和下表层接地面3组成，所述上表层2包括辐射单元4、馈电点5和开路线6，所述辐射单元4和开路线6位于上表层两侧，所述馈电点5位于辐射单元4和开路线6的连接处，所述辐射单元4为近似M型蜿蜒结构，所述开路线6为蜿蜒曲折结构，所述下表层接地面3为全表面覆盖金属层面的矩形结构。

请参见图1、4所示，基于开路线的多频微带天线，所述辐射单元4位于上表层2的右边枝节，整体是由24个折线连接包围的近似M型蜿蜒结构，包括第一折线401、第二折线402、第三折线403、第四折线404、第五折线405、第六折线406、第七折线407、第八折线408、第九折线409、第十折线410、第十一折线411、第十二折线412、第十三折线413、第十四折线414、第十五折线415、第十六折线416、第十七折线417、第十八折线418、第十九折线419、第二十折线420、第二十一折线421、第二十二折线422、第二十三折线423和第二十四424折线，所有折线按顺序首尾相连接，其连接的回折角度均为90°。

其中，优选的，所述辐射单元4的第一折线401长度为50mm，第二折线402长度为20mm，第三折线403长度为50mm，第四折线404长度为6.25mm，第五折线405长度为15mm，第六折线406长度为3mm，第七折线407长度为2mm，第八折线408长度为1.5mm，第九折线409长度为2mm，第十折线410长度为3mm，第十一折线411长度为15mm，第十二折线412长度为1.75mm，第十三折线413长度为32mm，第十四折线414长度为0.5mm，第十五折线415长度为10mm，第十六折线416长度为1mm，第十七折线417长度为10mm，第十八折线418长度为10mm，第十九折线419长度为10mm，第二十折线420长度为1mm，第二十一折线421长度为11mm，第二十二折线422长度为15mm，第二十三折线423长度为32mm，第二十四折线424长度为1mm。

请参见图1、5所示，基于开路线的多频微带天线，所述馈电点5位于上表层2的中部位置，整体呈矩形结构，包括第一折线501、第二折线502、第三折线503和第四折线504，第一折线501和第二折线502垂直连接，第二折线502和第三折线503垂直连接，第三折线503和第四折线504垂直连接，第四折线504和第一折线501垂直连接，其连接的回折角度均为90°。

其中，优选的，第一折线501长度为3mm，第二折线502长度为1.5mm，第三折线503长度为3.mm，第四折线504长度为1.5mm，因馈电点5为矩形结构，即馈电点5长度为3mm，宽度为1.5mm。

请参见图1、6所示，基于开路线的多频微带天线，所述开路线6位于上表层2的左边枝节，整体成蜿蜒形状，由6个矩形结构的直接构成，包括第一枝节601、第二枝节602、第三枝节603、第四枝节604和第五枝节605，其中第一枝节末端601与第二枝节602末端垂直连接，第二枝节602末端和第三枝节603末端垂直连接，第三枝节603末端和第四枝节605末端垂直连接，第四枝节604末端和第五枝节605中间部位垂直连接。

其中，优选的，所述开路线第一枝节601长度为11.5mm，宽度为1.5mm，第二枝节长度602为6.5mm，宽度为1.5mm，第三枝节603长度为6.5mm，宽度为1.5mm，第四枝节604长度为14mm，宽度为3mm，第五枝节605长度为10mm，宽度为1.5mm，第四枝节604左侧距离第五枝节605左端距离L为5mm。

请参见图3所示，基于开路线的多频微带天线，所述下表层接地面为全表面覆盖金属层面的矩形结构，长度为80mm，宽度为20mm。

请参见图7所示，基于开路线的多频微带天线的回拨损耗曲线图，在865MHz频点，S1参数为-14；在1780MHz频点，S1参数为-32；在2480MHZ频点，S1参数为-24，在850MHz~890MHz、1400MHz~1900MHz和2370MHz~2860MHz均满足天线的工程设计要求。

本发明通过对基板上开路线结构，通过辐射单元，能够实现在850MHz~890MHz、1400MHz~1900MHz和2370MHz~2860MHz三个频段范围内使用。

本实施例中，介质基板采用相对介电常数为4.4的FR4，其长度为80mm，宽度为20mm，厚度为1.6mm。

本实施例中天线采用印刷版工艺在双面覆铜的FR4基板上制成。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。