缝隙天线的制作方法

1.本实用新型涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种缝隙天线。


背景技术：

2.信息技术的快速发展在给人类生活带来极大便利的同时，也在改变着人们的传统生产生活方式，能够实现未来美好生活的很多技术都是要通过无线方式实现的。在无线通信系统中，天线是必须而且是最重要的设备之一，天线性能的高低对于整个无线通信系统性能的优劣有重要影响。天线是无线通信系统的基本元件，实现将导线中的高频电流转换成空间传播的电磁波，或相反的将空间传播的电磁波转换为导线中高频电流。
3.随着无线通信技术的发展，智能通信设备中的无线wi
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fi、蓝牙、智能语音、数据传输等新的功能不断被集成，于是无线移动通信设备的组成越来越复杂，而且无线通信设备在便携式的要求下不断向小型化方向发展，这就要求组成无线移动通信设备的元器件也应该尽可能地完成多个功能。在同一终端同时处理的系统数量增加，应覆盖的频带越宽，则期望实现越宽频带的小型天线。
4.因此，期望提供一种新型的缝隙天线，以实现宽频带小型化天线。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种缝隙天线，从而实现宽频带小型化天线。
6.根据本实用新型的一方面，提供一种缝隙天线，包括：介质基板；位于所述介质基板之上的金属接地板；形成于所述金属接地板中的缝隙结构，其中，所述缝隙结构包括u型缝隙，且所述u型缝隙的两侧长度不一致。
7.可选的，所述缝隙结构包括四个呈中心对称的所述u型缝隙。
8.可选的，所述u型缝隙的短边、底边、长边的宽度依次变大。
9.可选的，所述缝隙结构还包括条形缝隙，所述u型缝隙的长边与所述条形缝隙的第一端连通。
10.可选的，所述缝隙天线还包括：馈电结构，连接至所述条形缝隙的第二端。
11.可选的，所述馈电结构包括第一金属圆环和第二金属圆环，所述第一金属圆环的内边与所述第二金属圆环的外边贴合，所述第一金属圆环和所述第二金属圆环的开口相对分布。
12.可选的，所述第一金属圆环和所述第二金属圆环的角度相同且大于180度。
13.可选的，所述缝隙天线还包括：馈电线，连接至所述馈电结构。
14.可选的，所述缝隙天线还包括：寄生单元，连接至所述u型缝隙的短边。
15.可选的，所述寄生单元为l型金属薄片，所述l型金属薄片的一端连接至所述u型缝隙的短边，另一端被所述u型缝隙包围。
16.本实用新型提供的缝隙天线设置了包括u型缝隙的缝隙结构，且u型缝隙的两侧长
度不一致，实现了宽频带缝隙天线的设计，该缝隙天线剖面小，实现了宽频带小型化天线。
附图说明
17.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
18.图1示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的示意图；
19.图2示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的反射系数曲线；
20.图3示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的增益曲线；
21.图4a和4b分别示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的辐射方向图。
具体实施方式
22.以下将参照附图更详细地描述本发明。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
23.在下文中描述了本发明的许多特定的细节，例如器件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本发明。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本发明。
24.应理解，本实用新型实施例中的a与b连接/耦接，表示a与b可以串联耦接或并联耦接，或者a与b通过其他的器件耦接，本实用新型实施例对此不作限定。
25.本实用新型提供的缝隙天线可以应用于各种通信系统中的发送端和接收端，例如应用于雷达设备、通信设备、导航设备、卫星地面站、电子对抗设备等。其中，通信系统例如但不限于为：全球移动通讯(global system of mobile communication,gsm)系统、码分多址(code division multiple access,cdma)系统、宽带码分多址(wideband code division multiple access,wcdma)系统、通用分组无线业务(general packet radio service,gprs)、长期演进(long term evolution,lte)系统、lte频分双工(frequency division duplex,fdd)系统、lte时分双工(time division duplex,tdd)、通用移动通信系统(universal mobile telecommunication system,umts)、全球互联微波接入(worldwide interoperability for microwave access,wimax)通信系统、无线局域网(wireless local area network,wlan)、第五代无线通信系统等。
26.缝隙天线是一种在导体面上开缝形成的天线，也称为开槽天线。其工作方式为：系统中的电磁波经由缝隙向外空间辐射电磁波，或外空间的电磁波经由缝隙进入系统。传统的缝隙形状是长条形的，长度约为半个波长。例如，缝隙可用跨接在它窄边上的传输线馈电，也可由波导或谐振腔馈电，缝隙上激励有射频电磁场，并向空间辐射电磁波。
27.本发明实施例提供的缝隙天线设置了包括u型缝隙的缝隙结构，且u型缝隙的两侧长度不一致，实现了宽频带缝隙天线的设计，该缝隙天线剖面小，实现了宽频带小型化天线。
28.下面将结合附图对本实用新型提供的功率放大器的实施例进行描述。
29.图1示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的示意图。
30.如图1所示，该缝隙天线包括介质基板1、金属接地板2以及形成于金属接地板中的
缝隙结构3，用于将高频振荡信号转换为电磁波辐射，或将接收到的电磁波辐射转换为高频振荡信号。
31.介质基板1例如是由一种或多种介质材料形成的长方体结构。金属接地板2例如是由一种或多种金属导体材料形成的结构，用于反射电磁波，其边缘形状与介质基板1的形状相适应。
32.在本实用新型实施例中，在金属接地板2中形成有缝隙结构3，用于辐射或接收电磁波。缝隙结构3包括u型缝隙31，且u型缝隙的两侧长度不一致，即，u型缝隙31包括短边、底边和长边，u型缝隙31的短边的延伸方向与长边的延伸方向相互平行，并均与底边的延伸方向相互垂直。可选的，u型缝隙31的短边、底边、长边的宽度依次变大。在该实施例中，缝隙结构3还包括条形缝隙32，u型缝隙31的长边与条形缝隙32的第一端连通。可选的，在金属接地板2中的四个角落分别设置有四个缝隙结构3，四个缝隙结构3的排布顺序为以金属接地板2的中心为中心呈中心对称结构，具体为，任一个缝隙结构3以金属接地板2的中心为中心顺序旋转90度、180度、270度后形成其它三个缝隙结构3。
33.作为一个示例，缝隙天线还包括馈电结构4，设置在金属接地板2中心区域，馈电结构4与条形缝隙32的第二端连接。在该示例中，馈电结构4包括第一金属圆环41和第二金属圆环42，第一金属圆环41的内边与第二金属圆环42的外边贴合，第一金属圆环41和第二金属圆环42均为非完整圆环，即第一金属圆环41和第二金属圆环42均包括两个开口端，且各自的开口方向相对分布。可选的，第一金属圆环和第二金属圆环的角度相同且大于180度，例如均为270度，换言之，第一金属圆环41和第二金属圆环42的开口角度均为90度。
34.可选的，缝隙天线还包括馈电线5，设置在金属接地板2上，馈电线5从金属接地板2的一边的中心点连接至馈电结构4，具体的，连接至馈电结构4的第一金属圆环41的一个开口端，馈电线5位于相邻两个缝隙结构3之间。
35.在优选的实施例中，缝隙天线还包括寄生单元6，设置在金属接地板2上，寄生单元6连接至u型缝隙的短边。作为一个示例，寄生单元6为l型金属薄片，l型金属薄片的一端连接至u型缝隙31的短边，另一端被u型缝隙包围，具体的，l型金属薄片包括两条相互垂直的边，且两条相互垂直的边分别与u型缝隙31的底边和长边相互平行，l型金属薄片的一端与u型缝隙31的短边有部分交集，l型金属薄片的另一端靠近条形缝隙32并与条形缝隙32没有交集。可选的，在金属接地板2中的四个角落分别还设置有四个寄生单元6，每一个寄生单元6与一个缝隙结构3相对应，四个寄生单元6的排布顺序为以金属接地板2的中心为中心呈中心对称结构，具体为，任一个寄生单元6以金属接地板2的中心为中心顺序旋转90度、180度、270度后形成其它三个寄生单元6。
36.本实用新型实施例提供的缝隙天线具有性能好和剖面低等特点，并且缝隙天线的加工制造工艺成熟，其生产、制造、运维成本低，易批量生产制作。本实用新型实施例通过设计紧密耦合的弧形馈电结构，以及激励中心旋转对称的四组不等长u型缝隙，实现了宽频带缝隙天线设计。此外，通过设计l型寄生单元6，可以使缝隙天线的工作频带向低频段移动，实现了天线的小型化设计。
37.图2示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的反射系数曲线，且该图2中所示的曲线图中横轴表示频率，而纵轴则表示反射系数。
38.参见图1所示，基于图1所示的缝隙天线，可得到缝隙天线的反射系数在不同工作
频率下，缝隙天线的反射波与入射波的功率比，也即回波损耗比。其中，反射系数越小，表示天线辐射出去的能量越多。
39.从图2中可以看出，该缝隙天线在280mhz至350mhz的频带内的回波损耗小于
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10db。且该缝隙天线具有较宽的阻抗工作带宽，相对带宽达到了19％。
40.图3示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线在phi＝0
°
平面上的增益曲线，且该图3中所示的曲线图中横轴表示频率，而纵轴则表示增益。从图3中可以看出，该缝隙天线在280mhz至100mhz的频带内的增益逐渐减小，但均大于1.5，可满足天线工作需求。
41.图4a和4b分别示出了根据本实用新型实施例的缝隙天线的辐射方向图。其中，图4a为缝隙天线在phi＝0
°
和phi＝180
°
平面上、在280mhz频段的辐射方向图，图4a为缝隙天线在phi＝90
°
和phi＝270
°
平面上、在280mhz频段的辐射方向图。
42.从图4a中可以看出，该缝隙天线的主瓣幅度为3.72db，从图4b中可以看出，该缝隙天线的主瓣幅度为3.86db，因此，该缝隙天线在各个方向都可以很好地辐射或接收电磁波，具有全向性，能满足多种工作需要。
43.依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。