專利名稱：一種新型短波貼片天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種短波通信貼片天線，尤其能在減小天線實際尺寸的情況下進(jìn)行短波通信。屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，公知的短波遠(yuǎn)距離通信具有設(shè)備簡單、電離層不易遭受人為破壞的特點，在通信領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用。但是由于其通信頻率為3-30Mhz，其波長范圍在幾米到幾十米，且通常采用單極子天線、雙極天線、分支籠形天線等進(jìn)行短波通信，因而天線實際尺寸都很大，其構(gòu)成的天線陣實際規(guī)模會更大，并不利于攜帶和移動，在機(jī)動性強(qiáng)的環(huán)境下，其應(yīng)用有著很大的局限性。 發(fā)明內(nèi)容為了克服傳統(tǒng)的短波天線實際尺寸過大，不利于攜帶和移動的缺點，本實用新型提供了一種小尺寸的新型短波貼片天線。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是本短波貼片天線由輻射單元、介質(zhì)層和參考地三部分組成。天線最終采用同軸饋線饋電，天線的工作頻率為27Mhz，采用的是貼片天線的結(jié)構(gòu)；輻射單元采用矩形薄銅片做為貼片，采用中間鏤空的H型軸對稱結(jié)構(gòu)，能夠在一定程度上優(yōu)化電壓駐波比(VSWR)，貼片大小為10CmX20Cm;介質(zhì)層采用的是均勻分布的鐵電-鐵磁復(fù)合材料，其相對介電常數(shù)為38，相對磁導(dǎo)率為32，其大小為20cmX30cmX I. 8cm ;接地層大小為20cmX 30cm,與貼片形成諧振結(jié)構(gòu),邊緣福射。天線采用同軸線饋電方式，同軸線內(nèi)徑為O. 18cm，外徑為O. 41cm，保證天線的波端口阻抗50 Ω，同軸饋線長度為O. 5cm,饋電點距貼片天線中心距離為8cm。天線的工作中心頻率為27MHz,帶寬為5MHz，輸入阻抗大小為50 Ω，電壓駐波比(VSWR)為I. 04。本實用新型的有益效果是，本短波貼片天線裝置能接收(或發(fā)送)短波信號，進(jìn)行短波通信，并能大大減小天線的實際尺寸。以下結(jié)合附圖
對本實用新型進(jìn)一步說明。圖I是本實用新型的整體結(jié)構(gòu)圖。圖2(a)天線的俯視圖圖2(b)天線的側(cè)視圖圖2(c)饋線的結(jié)構(gòu)圖圖中I.貼片，2.介質(zhì)層，3.同軸饋線。
具體實施方式
圖I中標(biāo)明了天線的結(jié)構(gòu)，它由三層結(jié)構(gòu)組成，分別是貼片層、介質(zhì)層和接地層。矩形貼片微帶天線的工作主模是TMltl模，意味著電場在長度L方向是有λ/2的變化，而在寬度W上保持不變，在長度L方向上可以看作成有兩個終端開路的縫隙輻射出電磁能量。[0015]假設(shè)矩形貼片天線的有效長度為Le，則有Le = λ g/2(I)式中，Ag表示導(dǎo)波波長，有λ嚴(yán) λ0 H(2)式中，Aci表示自由空間波長；表示有效介電常數(shù)，表示相對磁導(dǎo)率，且, = + ^il+ I2Af (3)
22 t WJ式中，ε ^表不介質(zhì)的相對介電常數(shù)，h表不介質(zhì)層厚度，W表不貼片的寬度。矩形貼片的實際長度為L，有L - Le-IiSL = X, I a-2AL =-2AL ( 4 )
2Jo λΚ式中，c表示真空中的光速，f0表示天線的工作頻率，Λ L表示輻射縫隙的長度，且有 (se +0.3)()^/ + 0.264) η Λ^ ( r λΔΖ = 0.412Λ---^ 0.412/ (辦)
L J(X-0.258)(^7// + 0.8)矩形貼片的寬度L為
— IW =丄卜2( 6 )
2/0 I 2 J貼片天線的工作頻率& = 27MHz，介質(zhì)板材采用鐵電-鐵磁復(fù)合材料，其相對介電常數(shù)為38，相對磁導(dǎo)率為32，介質(zhì)層厚度為I. Scm0因此根據(jù)上述公式可計算出貼片的寬度W 約為 20cm，Δ L 約為 O. 75cm, L 約為 10cm。Lgnd > L+6h, Wgnd 彡 W+6h,所以取 Lgnd = 20cm, Wgnd = 30cm。為了得到更好的電壓駐波比(VSWR)，通過Ansoft Hfss軟件進(jìn)行仿真，貼片天線采用H型鏤空的設(shè)計可以改善VSWR。天線中饋電點的位置為d,通過Ansoft Hfss軟件仿真優(yōu)化后距離貼片中心的距離為8cm，同軸饋線內(nèi)外徑通過優(yōu)化選取外徑為O. 41cm,內(nèi)徑為O. 18cm，保證貼片天線的匹配阻抗大小為50 Ω。
權(quán)利要求1.一種新型短波貼片天線，包括輻射單元，介質(zhì)層和接地層，其特點是天線最終采用同軸饋線饋電，天線的工作頻率為27Mhz，采用的是貼片天線的結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型短波貼片天線，其特征是輻射單元采用的是薄銅片，其結(jié)構(gòu)采用的是中間鏤空的H型軸對稱結(jié)構(gòu)，貼片大小為10CmX20Cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型短波貼片天線，其特征是介質(zhì)層采用的是均勻分布的鐵電-鐵磁復(fù)合材料，介質(zhì)層的大小為20cmX30cmX I. 8cm。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種新型短波貼片天線，其特征是天線采用同軸線饋電，饋電點距中心位置的距離為8cm，其內(nèi)外半徑尺寸分別為O. 18cm，O. 41cm，波端口阻抗大小為,50 Ω。
專利摘要本新型短波貼片天線由輻射單元、介質(zhì)層和接地層三部分組成，其特點是天線最終采用同軸饋線饋電，天線的工作頻率為27MHz，采用的是貼片天線的結(jié)構(gòu)。輻射單元采用矩形薄銅片做為貼片，采用H型鏤空的軸對稱結(jié)構(gòu)，能夠在一定程度上優(yōu)化電壓駐波比(VSWR)，貼片大小為10cm×20cm；介質(zhì)層采用均勻的鐵電-鐵磁復(fù)合材料，其相對介電常數(shù)為38，相對磁導(dǎo)率為32，其大小為20cm×30cm×1.8cm；接地層大小為20cm×30cm，與貼片形成諧振結(jié)構(gòu)，邊緣輻射。天線采用同軸線饋電方式，保證天線的波端口阻抗50Ω。
文檔編號H01Q1/38GK202616405SQ20112024984
公開日2012年12月19日 申請日期2011年7月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月15日
發(fā)明者賽景波, 劉霄, 李志敏, 佟秋薇 申請人:北京工業(yè)大學(xué)