專利名稱：基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線，尤其涉及一種雙頻微帶陣列天線。
背景技術(shù)：
天線作為通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要的無線電設(shè)備，其性能的好壞將直接影響無線電設(shè)備的性能。微帶天線具有體積小，重量輕，低剖面，能與載體共型，制造簡(jiǎn)單，成本低，易集成，容易實(shí)現(xiàn)雙頻、多頻段工作等諸多優(yōu)點(diǎn)，因此近十幾年微帶天線得到了廣泛的研究和發(fā)展。適用于寬帶WLAN的雙頻、多頻帶微帶天線也正在得到研究和開發(fā)。為了使微帶天線實(shí)現(xiàn)雙頻工作，常用的方法有多片法、多模單片法、加載單片法。但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大?？紤]到天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單對(duì)工程應(yīng)用的重要性，對(duì)普通微帶天線進(jìn)行改造后， 能夠滿足WLAN雙頻的要求。但是微帶天線的單元增益較低，因此常采用由微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或?qū)崿F(xiàn)特定的方向性。陣列天線可以實(shí)現(xiàn)單個(gè)天線所無法實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜功能，具有更大的靈活性、更高的信號(hào)容量，能顯著提高系統(tǒng)的性能。市場(chǎng)上已有的一些微帶天線如倒F型天線等雖然能雙頻工作，但是增益只有不到 8dBi，定向性能差，損耗大，因此迫切需要研究出一種高增益、低損耗、雙頻工作的陣列天線來滿足WLAN通信系統(tǒng)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)在無線局域網(wǎng)中頻帶窄、損耗大，增益低的不足，提供一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線包括微帶基板、倒T字型輻射貼片、電磁帶隙輻射單元、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板；4個(gè)電磁帶隙單元分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配輸入傳輸線兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，微帶基板的上表面設(shè)有倒T字型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線和電磁帶隙輻射單元，倒T字型輻射貼片下端與阻抗匹配輸入傳輸線相連，微帶基板的下表面設(shè)有與電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)和阻抗匹配輸入傳輸線相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板，電磁帶隙輻射單元為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過微帶基板和矩形金屬接地板。所述的微帶基板的材料采用聚四氟乙烯材料。所述的微帶基板的長(zhǎng)度為48mm 51mm,寬度為48mm 51mm。所述的電磁帶隙輻射單元為正方形，正方形邊長(zhǎng)為8. 4mm 8. 6mm。所述的電磁帶隙輻射單元中間圓孔的半徑為0. 6mm 0. 8mm。所述的倒T字型輻射貼片與阻抗匹配輸入傳輸線采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線的微帶線寬度為2. 7mm 2. 75mm。所述的矩形金屬接地板的長(zhǎng)度與微帶基板的長(zhǎng)度相等， 寬度為20mm 23mm。本實(shí)用新型具有增益高，損耗低、雙頻工作，成本低，易于制作，滿足無線局域網(wǎng)的要求。[0009]
圖1是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線的結(jié)構(gòu)后視圖；圖3是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在1 8GHz時(shí)的插入損耗曲線圖；圖4是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)E面的輻射方向圖；圖5是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)H面的輻射方向圖；圖6是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在5. 2GHz時(shí)E面的輻射方向圖；圖7是基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在5. 2GHz時(shí)H面的輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
如圖1、2所示，基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線包括微帶基板1、倒T字型輻射貼片2、電磁帶隙輻射單元3、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4、阻抗匹配輸入傳輸線5、矩形金屬接地板 6 ；4個(gè)電磁帶隙單元3分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙結(jié)構(gòu)4，在阻抗匹配輸入傳輸線 5兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4，微帶基板1的上表面設(shè)有倒T字型輻射貼片2、阻抗匹配輸入傳輸線5和電磁帶隙輻射單元4，倒T字型輻射貼片2下端與阻抗匹配輸入傳輸線5相連，微帶基板1的下表面設(shè)有與電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)4和阻抗匹配輸入傳輸線5相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板6，電磁帶隙輻射單元3為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過微帶基板1和矩形金屬接地板6。所述的微帶基板1的材料采用聚四氟乙烯材料。所述的微帶基板1的長(zhǎng)度為 48mm 51mm，寬度為48mm 51mm。所述的電磁帶隙輻射單元3為正方形，正方形邊長(zhǎng)為 8. 4mm 8. 6mm。所述的電磁帶隙輻射單元3中間圓孔的半徑為0. 6mm 0. 8mm。所述的倒 T字型輻射貼片2與阻抗匹配輸入傳輸線5采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線5的微帶線寬度為2. 7mm 2. 75mm。所述的矩形金屬接地板6的長(zhǎng)度與微帶基板1的長(zhǎng)度相等，寬度為20mm 23mm。實(shí)施例1基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線選擇介電常數(shù)為4的聚四氟乙烯材料制作微帶基板，厚度為1mm。微帶基板的長(zhǎng)度為50mm，寬度為50mm。倒T字型輻射貼片的總高度為22mm。電磁帶隙輻射單元的長(zhǎng)為 8. 5mm,寬度為8. 5mm。電磁帶隙輻射單元中間圓孔的半徑為0. 7mm。矩形金屬接地板的長(zhǎng)度為50mm，寬度為22mm。饋電端口采用微帶線饋電，特性阻抗為50 Ω，饋電端口的寬度為 2. 73mm。采用R3767CH網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線的插入損耗曲線和增益等輻射特性進(jìn)行了測(cè)量所得的基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在1 8GHz時(shí)的插入損耗曲線如圖3。由圖3可見，在2. 095 3. 102GHz范圍內(nèi)插入損耗小于_10dB，完全可以覆蓋無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2. 4GHz段2. 40 2. 483GHz的整個(gè)頻率范圍；在4. 5652 5. 4092GHz 范圍內(nèi)插入損耗小于-10dB，完全可以覆蓋無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)5. 2GHz段5. 15 5. 35GHz的整個(gè)頻率范圍?；陔姶艓督Y(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)的E面輻射方向圖如圖4， 天線的主瓣增益達(dá)2.6(^丨，-3(^波束寬度為82.2°。基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在2. 4GHz時(shí)的H面輻射方向圖如圖5，主瓣增益達(dá)2. 65dBi，-3dB波束寬度為82. 2°?；陔姶艓督Y(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在5. 2GHz時(shí)的E面輻射方向圖如圖6，天線的主瓣增益達(dá)3. ldBi，-3dB波束寬度為56° ；基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線在5. 2GHz時(shí)的H面輻射方向圖如圖7，主瓣增益達(dá)3. 2dBi, -3dB波束寬度為55. 6°。
權(quán)利要求1.一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于包括微帶基板(1)、倒T字型輻射貼片(2)、電磁帶隙輻射單元(3)、電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)、阻抗匹配輸入傳輸線(5)、矩形金屬接地板(6);4個(gè)電磁帶隙單元(3)分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙結(jié)構(gòu)(4)，在阻抗匹配輸入傳輸線(5)兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)，微帶基板(1)的上表面設(shè)有倒T字型輻射貼片(2)、阻抗匹配輸入傳輸線(5)和電磁帶隙輻射單元(4)，倒T字型輻射貼片(2 )下端與阻抗匹配輸入傳輸線(5 )相連，微帶基板(1)的下表面設(shè)有與電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)(4)和阻抗匹配輸入傳輸線(5)相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板(6)，電磁帶隙輻射單元(3) 為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過微帶基板(1)和矩形金屬接地板(6)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(1)的材料采用聚四氟乙烯材料。
3.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的微帶基板(1)的長(zhǎng)度為48mm 51mm，寬度為48mm 51mm。
4.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的電磁帶隙輻射單元(3)為正方形，正方形邊長(zhǎng)為8. 4mm 8. 6mm。
5.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的電磁帶隙輻射單元(3)中間圓孔的半徑為0. 6mm 0. 8mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的倒 T字型輻射貼片(2)與阻抗匹配輸入傳輸線(5)采用微帶線饋電連接，特性阻抗為50 Ω，阻抗匹配輸入傳輸線(5)的微帶線寬度為2. 7mm 2. 75mm。
7.如權(quán)利要求1所述的一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線，其特征在于所述的矩形金屬接地板(6)的長(zhǎng)度與微帶基板(1)的長(zhǎng)度相等，寬度為20mm 23mm。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于電磁帶隙結(jié)構(gòu)的雙頻微帶天線。4個(gè)電磁帶隙單元分列為互不接觸的兩排構(gòu)成電磁帶隙結(jié)構(gòu)，在阻抗匹配輸入傳輸線兩側(cè)分別設(shè)有一個(gè)電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)，微帶基板的上表面設(shè)有倒T字型輻射貼片、阻抗匹配輸入傳輸線和電磁帶隙輻射單元，倒T字型輻射貼片下端與阻抗匹配輸入傳輸線相連，微帶基板的下表面設(shè)有與電磁帶隙輻射結(jié)構(gòu)和阻抗匹配輸入傳輸線相對(duì)應(yīng)的矩形金屬接地板，電磁帶隙輻射單元為正方形金屬板，正方形金屬板中間打孔并穿過微帶基板和矩形金屬接地板。本實(shí)用新型具有增益高，損耗低、雙頻工作，成本低，易于制作，滿足無線局域網(wǎng)的要求。
文檔編號(hào)H01Q13/08GK202333133SQ20112045107
公開日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月15日
發(fā)明者宋美靜, 李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院