專利名稱：小型化寬頻帶微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種在無線通信中用于發(fā)送/接收無線電波的天線，尤其
涉及一種工作于ISM(Industrial、 Scientific Medical)頻段的小型化、寬頻
帶、高增益微帶天線。
背景技術(shù)：
近年來，微帶天線在通信、導(dǎo)航、探測等領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用。隨著無線收發(fā) 設(shè)備的小型化，以及射頻識別技術(shù)、無線局域網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的普及與發(fā)展， 人們對微帶天線的主要要求集中于小型化、寬頻帶。在工業(yè)、科學(xué)研究、醫(yī)療 的一些特定環(huán)境下，還要求手持等設(shè)備所用的小型化寬頻帶天線具有較高的增 益，如用于煤礦的射頻識別系統(tǒng)、無線局域網(wǎng)、藍牙設(shè)備等，以滿足定向傳輸 信息的需要。
雖然微帶天線體積小、重量輕、成本低，但其頻帶窄，常規(guī)設(shè)計的微帶天 線的相對帶寬約為1%_6%。近年來，人們采取了各種措施，采用厚基板、采用小 的介電常數(shù)、增加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)、采用非線性基板材料等來展寬微帶天線的頻 帶，通常可使頻帶展寬到15%-20%。但這些方法常使微帶天線的體積變大及一些 參數(shù)變劣。微帶天線的另一缺點是增益低，基本微帶輻射單元一般只有6-8dBi， 限制了它的應(yīng)用范圍。
目前用于ISM頻段設(shè)備的天線常采用PIFA、開槽天線以及各種形式的單極 子天線等，這些天線具有滿足要求的頻帶寬度，但卻不能滿足一些場合對天線 體積小、增益高的需求。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型針對以上問題的提出，而研制一種具有高增益、頻帶寬和小型
化的微帶天線。本實用新型采用的具體技術(shù)手段如下
一種小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于包括銅質(zhì)背板、介質(zhì)層、輻射貼 片和饋源，所述銅質(zhì)背板貼置于介質(zhì)層基板的一側(cè)，介質(zhì)層基板的另一側(cè)布置 有輻射貼片；所述饋源與輻射貼片進行電連接。所述輻射貼片采用銅箔輻射貼
片。所述輻射貼片為"王"字形結(jié)構(gòu)。所述"王"字形結(jié)構(gòu)的輻射貼片的橫向
3尺寸大于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的/io，縱向尺寸約為介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的/io，
單側(cè)面曲邊總長度小于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的^;"王"字形的下段中間支線寬
度為上段中間支線寬度的1.5 2.5倍。所述饋源為SMA型微波接頭。所述天線 的外形為平板方形。
本實用新型提供的小型化寬頻帶微帶天線，通過輻射貼片呈"王"字形， 改變了表面電流路徑，使電流繞槽邊曲折流過而路徑變長，在天線等效電路中 相當(dāng)于引入了級聯(lián)電感，可模擬為在貼片中插入橫向磁壁，改變了其電抗特性; "王"字形的中間支線既作為傳導(dǎo)板又作為微帶天線的輻射板,使天線的結(jié)構(gòu)更 為緊湊。這些方法總的思路是使貼片的等效長度大于其物理長度，以實現(xiàn)小型 化，同時實現(xiàn)了寬頻帶。設(shè)置"王"字型三橫向分支有不同的尺寸及不等間距， 使綜合輻射效果有較好的方向性，以實現(xiàn)天線的高增益。天線只采用單層介質(zhì) 板、 一個貼片，結(jié)構(gòu)非常簡單，充分體現(xiàn)了微帶貼片天線的優(yōu)勢。

本實用新型共有4幅附圖
圖1是本實用新型小型化寬頻帶微帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1的側(cè)視圖3是本實用新型小型化寬頻帶微帶天線的駐波比曲線圖4是本實用新型小型化寬頻帶微帶天線的輻射方向圖。 圖中1、銅質(zhì)背板，2、介質(zhì)層，3、輻射貼片，4、饋源。
具體實施方式
如圖1和圖2所示，本實用新型所提供的小型化寬頻帶微帶天線，主要由 銅質(zhì)背板l、介質(zhì)層2、輻射貼片3和饋源4構(gòu)成。銅質(zhì)背板1貼置于介質(zhì)層2 基板的一側(cè)，介質(zhì)層2基板的另一側(cè)布置有輻射貼片3;而輻射貼片3與饋源4 進行電連接。其中輻射貼片3為"王"字形結(jié)構(gòu)的銅箔輻射貼片，饋源4為SMA 型微波接頭；另外，整個天線外形體積近平板方形。
本實用新型所提供的小型化寬頻帶微帶天線"王"字型輻射貼片3的橫 向尺寸大于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的^0，縱向尺寸約為介質(zhì)內(nèi)中心工作波長 的)〈0，單側(cè)面曲邊總長度小于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的K。由天線理論分析 和實驗測試得知，"王"字形中間支線的兩段寬度約為2倍關(guān)系效果最佳。整 個天線面積為U，x1.1，，天線尺寸縮減了相同工作頻段普通微帶天線尺寸 的70%以上，實現(xiàn)了小型化。本實施例中介質(zhì)層基板的介電常數(shù)為2.55，基板厚度為lmm。
如圖3所示為本實用新型的一個實施例的駐波比曲線圖，可以看出，其 帶寬為1.38GHz (VSWR〈2)，相對帶寬達53%，實現(xiàn)了寬頻帶。
如圖4為本實用新型的輻射方向圖，由圖可見，增益達10dBi以上，該 天線陣具有很好的實用價值。
以上所述，僅為本實用新型較佳的具體實施方式
，但本實用新型的保護范 圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型揭露的技術(shù)范 圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型的技術(shù)方案及其發(fā)明構(gòu)思加以等同替換或改變，都應(yīng)涵 蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1、一種小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于包括銅質(zhì)背板(1)、介質(zhì)層(2)、輻射貼片(3)和饋源(4)，所述銅質(zhì)背板(1)貼置于介質(zhì)層(2)基板的一側(cè)，介質(zhì)層(2)基板的另一側(cè)布置有輻射貼片(3)；所述輻射貼片(3)與饋源(4)進行電連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于所述輻射貼片(3)采用銅箔輻射貼片。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于所述輻射貼片(3)為"王"字形結(jié)構(gòu)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求3所述的小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于所述"王"字形結(jié)構(gòu)的輻射貼片(3)的橫向尺寸大于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的)〈0，縱向尺寸約為介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的^0，單側(cè)面曲邊總長度小于介質(zhì)內(nèi)中心工作波長的X;"王"字形的下段中間支線寬度為上段中間支線寬度的1. 5 2. 5倍。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于所述饋源(4)為SMA型微波接頭。
6、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于所述天線的外形近平板方形。
專利摘要本實用新型公開了一種小型化寬頻帶微帶天線，其特征在于包括銅質(zhì)背板、介質(zhì)層、輻射貼片和饋源，所述銅質(zhì)背板貼置于介質(zhì)層基板的一側(cè)，介質(zhì)層基板的另一側(cè)布置有輻射貼片；所述饋源與輻射貼片進行電連接。所述輻射貼片為“王”字形結(jié)構(gòu)。該微帶天線整個天線的外形體積近平板方形，擺放靈活，具有小型化，頻帶寬，增益高，制作簡單等特點。適于在無線局域網(wǎng)、藍牙、Home RF、2.4GHz射頻識別等技術(shù)領(lǐng)域廣泛推廣。
文檔編號H01Q1/38GK201332137SQ20092001022
公開日2009年10月21日 申請日期2009年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月15日
發(fā)明者車仁信, 陳宏然 申請人:大連交通大學(xué)