同。
[0034] CPW馈线3与同轴探针相连，使用同轴探针进行馈电。
[0035] 第一U形单极子1下臂la、第二U形单极子2下臂2a同时作为CPW馈电结构的金 属地板。
[0036] 如图1和2所示，介质基板5采用相对介电常数4. 4、厚度1. 6mm的FR4板材。所 述第一U形单极子1、第二U形单极子2、CPW馈线3、CPW缝隙4均设置于介质基板5的同 一面。
[0037] 本实用新型的技术方案是这样实现的：如图1和图2所示的结构，当天线工作在 较低频段时，第一U形单极子1和第二U形单极子2 -起作为主辐射体，天线工作在单极子 模式，调整第一U形单极子1和第二U形单极子2的总长度、第一U形单极子1和第二U形 单极子2之间缝隙的相对位置和长度以及微带线宽带，可调节低频段的工作频率和阻抗匹 配，此时电流分布集中在第一U形单极子1和第二U形单极子2上。如图1和图2所示的 结构，当天线工作在中间频段时，第一U形单极子1作为主辐射体，天线工作在单极子模式， 调整第一U形单极子1的长度和微带线宽度，可调节中间频段的工作频率和阻抗匹配，电流 分布集中在第一U形单极子1上。如图1和图2所示的结构，当天线工作在较高频段时，天 线工作为单极子模式，调整CPW馈线3的长度和宽度，可调节单极子模式的工作频率和阻抗 匹配，电流分布集中在CPW馈线3上，CPW馈线3伸出金属地板部分长度约为四分之一个波 长。因此，通过调整天线各参数，可激励起三个辐射单元，即低频段为第一U形单极1和第 二U形单极子2作为主辐射体，中频段为第一U形单极子1作为主辐射体，高频段为CPW馈 线3作为主辐射体，从而拓展了天线的工作带宽；由于天线在低频段、中频段和高频段都为 单极子工作模式，具有相似的天线辐射图，因此本实用新型在整个工作频段内具有稳定的 双向辐射特性。该实用新型的实施例的具体结果说明如下：
[0038] 天线尺寸可按照图1和图2所示：组成第一U形单极子（1)和第二U形单极子2的 微带线宽度均为8. 8mm。第一U形单极子1的下臂la外长27. 1mm，另一条臂外长16. 7mm， 中间段内长27. 4mm。第二U形单极子2的下臂2a外长27. 1mm，另一条臂外长34. 7mm，中 间段内长27. 4mm。第一U形单极子（1)的上臂和第二U形单极子（2)的上臂之间的缝隙 长6mm。CPW馈线3的长度为25. 6臟，宽度为1. 2mm。两个CPW缝隙4宽度均为1mm。介质 基板5长度为45mm，宽度为57. 4mm，厚度为1. 6mm。根据以上尺寸制作的天线的反射系数 仿真结果如图3所示，-10dB带宽为3. 6087GHz，从1. 7866GHz到5. 3953GHz。以图1 和图2所示尺寸制作的天线的辐射方向图的仿真结果如图4所示，其中图4、图5为天线工 作在2GHz时X-Y平面与Y-Z平面辐射方向图；图6、图7为天线工作在3GHz时X-Y平面 与Y-Z平面辐射方向图；图8、图9为天线工作在4. 44GHz时X-Y平面与Y-Z平面辐射方 向图。可以看到，在给定的频率上，天线都具有稳定的双向辐射特性。我们定义天线在不同 频率上的3-dB波束宽度为两个方向（+Υ与-Υ) 3-dB波束宽度的总和。图4-图5所示，天 线工作在2GHz时X-Y平面，3-dB波束宽度为150° ;Y-Z平面，3-dB波束宽度为110°。 图6-图7所示，天线工作在3GHz时X-Y平面，3-dB波束宽度为150° ;Y-Z平面，3-dB 波束宽度为155°。图8-图9所示，天线工作在4. 44GHz时X-Y平面，3-dB波束宽度为 100° ;Y-Z平面，3-dB波束宽度为120°。可见天线的3-dB波束宽度都很宽。图1和图 2所示尺寸制作的天线的增益如图10所示，在1. 78GHz到5. 40GHz频带内，天线增益在 3. 65dB到 7. 18dB波动。
[0039] 所述天线系统可以在45X57. 4mm2的平面空间内，实现3. 6087GHz(从1. 7866 GHz到5. 3953GHz)的带宽，而且整个工作频带内具有稳定的双向辐射特性。
[0040] 除上述实施例外，本实用新型还包括有其他实施方式，凡采用等同变换或者等效 替换方式形成的技术方案，均应落入本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线，其特征在于，它包括： 第一U形单极子（1 )，由三条宽度相同的微带线依次连接组成； 第二U形单极子（2)，由三条宽度相同的微带线依次连接组成； CPW馈线（3)，为一段微带线，第一U形单极子（1)下臂（la)与第二U形单极子（2)下 臂（2a)关于其镜像对称； CPW缝隙（4)，由两个长度和宽度均相同的缝隙组成，关于CPW馈线（3)镜像对称； 介质基板（5)，所述第一U形单极子（1)、第二U形单极子（2)、CPW馈线（3)、CPW缝隙 (4)均设置于其一面。2. 根据权利要求1所述的一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线，其特征在于，第一U 形单极子（1)下臂（la)、第二U形单极子（2)下臂（2a)同时作为CPW馈电结构的金属地板。3. 根据权利要求1所述的一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线，其特征在于，组成 第一U形单极子（1)和第二U形单极子（2 )的微带线宽度相同。4. 根据权利要求1所述的一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线，其特征在于，CPW馈 线（3 )与同轴探针相连，使用同轴探针进行馈电。
【专利摘要】本实用新型涉及小型化共面波导（CPW）馈电宽带印刷天线，包括第一U形单极子、第二U形单极子、CPW馈线、CPW缝隙、介质基板；本实用新型通过同时激励起三个辐射单元，即低频段为第一U形单极子和第二U形单极子作为主辐射体，中频段为第一U形单极子作为主辐射体，高频段为CPW馈线作为主辐射体，从而拓展了天线的工作带宽。本实用新型具有天线结构简单、小型化、宽频带和整个频带内保持辐射方向图稳定的优点，适用于以高速无线个域网、宽带无线局域网为代表的宽带通信系统，以及其它对带宽及频带内方向图稳定性要求较高的天线设计。
【IPC分类】H01Q13/10, H01Q1/38, H01Q13/08, H01Q1/36
【公开号】CN205016672
【申请号】CN201520681133
【发明人】潘国平, 苏*, 李其福, 毛南平, 蒋知彧, 万胜辉, 王喜权, 羌琦
【申请人】中国人民解放军63680部队
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年9月6日