一种与产品外壳一体化的新型超宽带共形天线的制作方法

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本实用新型属于无线通信中的天线技术领域。更具体地说，设计一种超宽带共形天线。


背景技术：

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随着现代通信技术的不断发展，天线在现代科技领域尤其是无线通信领域被广泛应用。在可穿戴设备上要求天线具有共形结构，共形天线是指一种能依附在物体结构内部而且跟物体结构保持共同形状同时不会占用过多空间的天线。研发共形天线的目的是使天线与搭载天线的结构表面组成一个集体，使天线在运动中不会分离，同时还能让天线不会受到过多的干扰。
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与传统常规天线不同，共形天线的使用在一定程度上能为设备腾出空间，腾出的空间可以装配其他配件。
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对于共形天线，目前的设计方法有：1、利用单极子天线的结构。文章“一种用于lora可穿戴设备的小型化双频段天线”就设计出一款利用顺时针环绕单极子、耦合分支的结构上激励出两个低频谐振模式的天线，此时天线性能要求得到满足。但是该单极子天线存在带宽较窄的缺陷。2、利用矩形微带贴片天线的结构。文章“双频双极化微带共形天线”就设计出一款具有馈电网络的双极化阵列微带天线，但此时微带天线较窄的带宽还是存在。
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因此，设计一款既能与产品外壳一体化，又具有超宽带特性的天线是关于共形天线设计的难点。
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实用新型目的
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本实用新型目的是针对现有背景技术的不足，设计一种超宽带共形天线，该共形天线具有超宽带性能以及可复用、易实现、易制造等结构优势。
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技术方案
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本实用新型采用如下技术方案：
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本实用新型的天线辐射结构由矩形辐射结构和蝶形辐射结构形成，蝶形辐射结构分布在矩形辐射结构的左右两侧；产品外壳的材料为亚克力；
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所述超宽带共形天线与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：
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1、适用带宽大，可以实现传输频率范围的超宽带。本发明使用的蝶形辐射结构具有宽频带的特性，采用矩形辐射结构与蝶形辐射结构相结合的方式，实现良好的阻抗匹配，超宽带特性由此产生；
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2、低成本。该发明所设计的共形天线结构简单，可采用fpc柔性电路板作为基板，板材成本和加工成本低。
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有益效果
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与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
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本实用新型采用矩形辐射结构与蝶形辐射结构作为天线辐射结构，实现了超宽带
特性，具有良好的阻抗匹配与隔离度。天线的结构简单，易于实现。
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附图及简单说明
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图1是本实用新型超宽带共形天线的整体图；
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图2是传统天线辐射结构图；
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图3是本实用新型使用的共形天线辐射结构图；
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图4是不同辐射结构产生的回波损耗曲线图；
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图5是本实用新型超宽带共形天线的回波损耗曲线图与隔离度图；
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图6、图7和图8是不同频点时的xz面、yz面和3d辐射图。
具体实施方式
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如图1所示，本实用新型中的超宽带共形天线的辐射结构包括矩形辐射结构和蝶形辐射结构。共形天线的基板可以为fpc柔性电路板；接地平面在厚度为0.8mm的pcb电路板上侧；产品外壳的材料可以为有机玻璃。
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如图2所示为传统天线的辐射结构。
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如图3所示为矩形辐射结构和蝶形辐射结构的结合情况：蝶形辐射结构分布在矩形辐射结构的左右两侧。
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如图4所示，一方面，对于具有矩形和蝶形的辐射结构，它产生的s
11
覆盖的频带为3.6-8ghz，而s
22
覆盖的频带为3.8-6.8 ghz，同时，在4-6 ghz范围内，s
11
和s
22
均在-15 db以下，具有更好的匹配效果。另一方面，对于仅有矩形的辐射结构，尽管它产生的s
11
覆盖的频带为3.6-8.2 ghz，但是在4-6 ghz范围内，s
11
在-12db之间，在匹配方面有劣势，于此同时，仅有矩形的辐射结构产生的s
22
覆盖的频带为4-5.8 ghz，综上所述，蝶形辐射结构的加载能使本发明的共形天线实现宽频带。
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如图5所示，s
11
和s
22
均覆盖4-6ghz频带，隔离度在4-6ghz时均在-15db以下。
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如图6、图7和图8所示为不同频点时的xz面、yz面和3d辐射图。可以看出在4ghz、5ghz和6ghz时，xz面和yz面具有较宽的辐射特性。