一种开槽内缝隙天线的制作方法

本实用新型涉及天线领域，特别涉及到一种开槽内缝隙天线。

背景技术：

天线是任何无线电系统中的基本组成部分，随着无线通信的不断发展，通信设备的集成度越来越高，使得其体积越来越小，这就对天线的小型化剔除了更高的要求，使用LTCC技术进一步缩小天线体积来满足系统小型化的要求。LTCC以其高耐温性、高热传导率、低介质损耗、优良的高频高Q特性非常适应作为小型化天线材料。微带天线是驻波形式的天线，其缺点是阻抗带宽非常窄，相对带宽一般只有2%-5%,微带天线在平常的使用中收到一定程度的限制。

现有的宽频带微带天线的做法一般是降低微带天线等效谐振电路的品质因数Q值，对应的方法通常是增加基片厚度以及降低介质基片的介电常数或采用寄生贴片谐振的方法。在天线小型化的设计思路下，现有的做法存在性能恶化、阻抗匹配效果差、带宽不够宽的技术问题。因此，提供一种阻抗匹配好、带宽更宽的开槽内缝隙天线就很有必要。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是现有技术中存在的带宽窄、驻波高的技术问题。提供一种新的开槽内缝隙天线，该开槽内缝隙天线具有宽带宽、低驻波的特点。

为解决上述技术问题，采用的技术方案如下：一种开槽内缝隙天线，其特征在于：所述天线包括上基板、中基板及下基板，所述上基板上表面为寄生贴片，所述中基板上表面为辐射贴片，下表面为金属接地面，所述下基板下表面设有馈电微带；所述寄生贴片为4个E型寄生贴片，所述4个E型寄生贴片对称设置并在垂直向与辐射贴片部分重合；所述金属接地面于馈电微带近内端相应位置设有H型缝隙，于馈电微带近外端相应位置设有3个PBG结构缝隙；所述馈电微带与通信终端射频端连接；所述寄生贴片、辐射贴片、馈电微带及接地面金属厚度均为0.018mm。

上述技术方案中，为优化，进一步地，所述馈电微带还包括阻抗匹配单元，所述阻抗匹配单元为对称的梳妆滤波器结构匹配单元。

进一步地，所述梳妆滤波器结构匹配单元包括平行设置的第一微带、第二微带及第三微带，所述第一微带与第二微带间设有宽度为g01的第一缝隙，所述第二微带与第三微带间设有宽度为g12的第二缝隙；所述第一微带第一微带长度为Lf、宽度为Wf，第二微带及第三微带长度的尺寸相同，长度为L1宽度为W1；其中，Wf<W1，Lf<L1。

进一步地，所述馈电微带与通信终端射频端连接处为输出阻抗50欧姆的渐变微带线。

进一步地，所述上基板、中基板及下基板为Feero A6-M板材，介电常数为5.7，损耗角正切为0.02。

进一步地，所述上基板厚度为0.282mm、中基板厚度为0.282mm，下基板厚度0.188mm。

进一步地，所述上基板、中基板及下基板之间分别通过不导电的胶水粘接。

进一步地，所述馈电微带通过片状顶针与通信终端射频端连接。

本实用新型采集缝隙耦合的方式对天线进行馈电，并对天线辐射贴片添加寄生单元，在寄生单元三开槽为E型寄生贴片单元，增加了寄生贴片单元三的电流流动路径，降低了天线谐振频率，从而实现天线小型化。通过公式得出，贴片上的电流路径L有效长度会使天线的谐振频率下降，对于固定频率的天线减小尺寸可以达到小型化的目的。本实用新型在传统矩形寄生贴片上开两条宽度相等但是长度不等的缝隙，来引导贴片中的电流流向发生弯曲，在不改变天线尺寸的情况下达到增加电流等效长度的效果。,其中BW为带宽,S为允许的最大电压驻波比，Q为品质因数。因此，在忒片上开槽造成天线Q值的降低，能够扩展带宽。本实用新型实用H型缝隙，H型缝隙的口径位置关于辐射贴片的中心对称分布且与微带线垂直，由于这种对称的激励分布使得天线具有很低的交叉计划。H型缝隙槽将辐射贴片和馈电网络隔离，减小馈电带来的寄生辐射。通过调节H型缝隙的尺寸和终端微带线的长度可以改善阻抗匹配特性。通过在接地面上靠近贴片边缘位置开PBG结构缝隙，能够抑制谐波的效能，PBG缝隙以馈电微带线的中心对称。将3个大小不同的PBG单元组合在一起，可以获得宽阻带低通特性。

贴片天线在谐振频率附近可以等效为一个RLC谐振回路。这种负载是可以被宽带匹配的。本实用新型中馈电微带线使用4分之一波长变换器实现阻抗倒置器，本实用新型采用类似梳状线滤波器形状的平行耦合线来作为匹配单元，平行耦合线之间的缝隙作为阻抗倒置器。

本实用新型的有益效果：

效果一，扩展天线带宽；

效果二，完成天线小型化设计；

效果三，改善了阻抗匹配特性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明：

图1，天线俯视示意图；

图2，天线寄生贴片单元示意图；

图3，天线辐射贴片示意图；

图4，天线接地面示意图；

图5，天线竖直截面示意图；

图6，实施例2中的馈电微带线示意图；

图7，实施例1中辐射方向图测试结果示意图；

图8，实施例1中S11测试示意图；

图9，实施例2中S11测试示意图。

附图中：1-E型寄生贴片，2-辐射贴片，3-接地面，4-馈电微带，5-H型缝隙，6-第一PBG结构缝隙，7-第二PBG结构缝隙，8-第三PBG结构缝隙，9-第一微带，10-第二微带，11-第三微带,12-上基板,13-中基板,14-下基板,15-支撑板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例1：如图1，本实施例提供一种开槽内缝隙天线，所述天线包括上基板、中基板及下基板，所述上基板上表面为寄生贴片，所述中基板上表面为辐射贴片，下表面为金属接地面，所述下基板下表面设有馈电微带；如图2，所述寄生贴片为4个E型寄生贴片，所述4个E型寄生贴片对称设置并在垂直向与辐射贴片部分重合；如图4，所述金属接地面于馈电微带近内端相应位置设有H型缝隙，于馈电微带近外端相应位置设有3个PBG结构缝隙；所述馈电微带与通信终端射频端连接；所述寄生贴片、辐射贴片、馈电微带及接地面金属厚度均为0.018mm。辐射贴片如图3。接地面如图4。天线竖直截面如图5。

作为优选，馈电微带与通信终端射频端连接处为输出阻抗50欧姆的渐变微带线。

本实施例中，上基板、中基板及下基板为Feero A6-M板材，介电常数为5.7，损耗角正切为0.02。上基板厚度为0.282mm、中基板厚度为0.282mm，下基板厚度0.188mm，所述上、下及中基板的长度=宽度=10mm。辐射贴片为边长为1.56mm的方型贴片。E型寄生贴片尺寸如图2，P2l=1.8mm，P2w=1.4mm，Xw=0.5mm，Xl2=1.1mm，Xl1=0.7mm。H型缝隙为中间的缝隙长度为0.6mm，宽为0.2mm，两边对称的缝隙长为0.8mm，宽为0.2mm。

本实施例中，上基板、中基板及下基板之间分别通过不导电的胶水粘接。本实用新型中馈电微带下方可设置一个支持层，馈电微带对外连接可使用片状顶针触接或焊接，能够减少连接器带来的阻抗不匹配。所述馈电微带通过片状顶针与通信终端射频端连接。本实施中天线测试方向图测试结果如图7。其中实线为E平面方向图，虚线为H平面方向图。天线测试S11曲线示意图如图8。

实施例2：本实施例在实施例1的基础上在馈电微带处设置阻抗匹配单元，如图6，所述阻抗匹配单元为对称的梳妆滤波器结构匹配单元。梳妆滤波器结构匹配单元包括平行设置的第一微带、第二微带及第三微带，所述第一微带与第二微带间设有宽度为g01的第一缝隙，所述第二微带与第三微带间设有宽度为g12的第二缝隙；所述第一微带长度为Lf、宽度为Wf，第二微带及第三微带长度的尺寸相同，长度为L1宽度为W1；其中，Wf<W1，Lf<L1。其中Wf=0.1mm，Lf=1.08mm，g01=0.2mm，g12=0.3mm，L1=2.4mm，W1=0.15mm。

本实施例中天线测试的S11曲线如图9，对比实施例1，改善了天线的阻抗匹配特性。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员能够理解本实用新型，但是本实用新型不仅限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员而言，只要各种变化只要在所附的权利要求限定和确定的本实用新型精神和范围内，一切利用本实用新型构思的实用新型创造均在保护之列。