專利名稱：平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型v形天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及印刷型V形天線，具體涉及平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線。
背景技術(shù)：
超寬帶定向天線具有很寬的頻帶和良好的定向性，在無線通信中可以高速傳輸數(shù)據(jù)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。目前所提出的超寬帶定向印刷天線主要包括對數(shù)周期天線、阿基米德螺旋天線、等角螺旋天線、蝶形天線、漸變型槽縫天線以及TEM喇叭天線等。為了實現(xiàn)天線的定向性，天線設(shè)計者一般采用以下手段:一、對于全向天線，通過組成陣列或者附加金屬反射面來實現(xiàn)定向輻射，典型的如蝶形天線，但是這樣會引入復(fù)雜的饋電網(wǎng)絡(luò)；二、對數(shù)周期天線，從短振子一端進(jìn)行饋電，使用交叉饋電的方法實現(xiàn)定向輻射，但是這樣會引入一段同軸線，從而限制了其在毫米波段以及集成電路中的應(yīng)用；三、漸變型槽縫天線，由饋電網(wǎng)絡(luò)和輻射體兩部分組成，這類天線根據(jù)槽縫的漸變形式不同可以分為ViValdi天線和LTSA等，但是饋電結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜。上述天線的典型特點是超寬頻帶內(nèi)的增益不穩(wěn)定，一般隨著頻率的升高而升高，而在有些應(yīng)用場合則需要超寬帶天線的增益隨頻率的變化較小。同時，行波天線由于可以獲得良好的寬帶阻抗特性，也可以應(yīng)用于超寬帶天線領(lǐng)域。傳統(tǒng)的行波天線需要引入有耗的終端匹配負(fù)載才能實現(xiàn)行波工作模式，典型的如菱形天線等。因此，簡化饋電結(jié)構(gòu)和引入無耗的終端匹配負(fù)載是超寬帶定向印刷天線設(shè)計中需要解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決傳統(tǒng)的行波天線需要引入有耗的終端匹配負(fù)載才能實現(xiàn)行波工作模式，且饋電結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，進(jìn)而提出平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括介質(zhì)板、第一饋電結(jié)構(gòu)、第二饋電結(jié)構(gòu)、加載金屬圓片、第一輻射單元和第二輻射單元，第一饋電結(jié)構(gòu)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板正面上端的中部，且第一饋電結(jié)構(gòu)的上端與介質(zhì)板的上邊緣接觸，第二饋電結(jié)構(gòu)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板背面上端的中部，且第二饋電結(jié)構(gòu)的上端與介質(zhì)板的上邊緣接觸，第一輻射單元與第二輻射單元呈人字形設(shè)置在介質(zhì)板正面的中部，且第一輻射單元的上端與第一饋電結(jié)構(gòu)的下端連接，加載金屬圓片設(shè)置在第一輻射單元的下端與第二輻射單元的下端之間，第二輻射單元的上端設(shè)有金屬化過孔，金屬化過孔依次穿過第二輻射單元、介質(zhì)板、第二饋電結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明為平面印刷型天線，尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，可集成到移動電子設(shè)備終端的電路板上，極大地實現(xiàn)了天線的小型化，本發(fā)明的饋電形式為平衡微帶線饋電，結(jié)構(gòu)簡單，且具有很好的小型化效果，同時，這種平衡微帶線饋電方式可以適用于同軸線等傳統(tǒng)饋線饋電，適用范圍廣；本發(fā)明通過引入第一輻射單元和第二輻射單元使天線方向圖具有定向特性，同時引入了無耗的加載金屬圓片，不僅使天線成為行波天線，拓寬了天線的阻抗帶寬，還改善了天線的增益特性，使得天線在帶內(nèi)的增益更加平穩(wěn)。


圖1是本發(fā)明的正面結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是圖1的后視圖，圖3是圖1中A處放大圖，圖4是本發(fā)明天線反射系數(shù)的測試結(jié)果示意圖，圖5是本發(fā)明天線帶內(nèi)增益的測試結(jié)果，圖6是本發(fā)明天線在3.3GHz時的E面方向圖實驗結(jié)果示意圖，圖7是天線在3.3GHz時的H面方向圖實驗結(jié)果示意圖。
具體實施例方式具體實施方式
一:結(jié)合圖1至圖3說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線包括介質(zhì)板1、第一饋電結(jié)構(gòu)2、第二饋電結(jié)構(gòu)3、加載金屬圓片4、第一輻射單元5和第二輻射單元6，第一饋電結(jié)構(gòu)2由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板I正面上端的中部，且第一饋電結(jié)構(gòu)2的上端與介質(zhì)板I的上邊緣接觸，第二饋電結(jié)構(gòu)3由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板I背面上端的中部，且第二饋電結(jié)構(gòu)3的上端與介質(zhì)板I的上邊緣接觸，第一輻射單元5與第二輻射單元6呈人字形設(shè)置在介質(zhì)板I正面的中部，且第一輻射單元5的上端與第一饋電結(jié)構(gòu)2的下端連接，加載金屬圓片4設(shè)置在第一輻射單元5的下端與第二輻射單元6的下端之間，第二輻射單元6的上端設(shè)有金屬化過孔7，金屬化過孔7依次穿過第二輻射單元6、介質(zhì)板1、第二饋電結(jié)構(gòu)3。
具體實施方式
二:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的介質(zhì)板I是環(huán)氧玻璃布層壓板制作的介質(zhì)板1，介質(zhì)板I的相對介電常數(shù)為4.4,介質(zhì)板I的長度L為210mm 215mm,介質(zhì)板I的寬度W為119mm 121mm,介質(zhì)板I的厚度為1.5mm 2.0_。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的介質(zhì)板I的長度L為213mm,介質(zhì)板I的寬度W為120mm,介質(zhì)板I的厚度為1.5mm。本實施方式的技術(shù)效果是:天線饋電結(jié)構(gòu)簡單，天線輻射方向的介質(zhì)可以有效提高天線的增益，從而補(bǔ)償介質(zhì)板所帶來的損耗。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
二相同。
具體實施方式
四:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的第一饋電結(jié)構(gòu)2上端的饋線寬度Wl為2mm 2.5mm,第一饋電結(jié)構(gòu)2下端的饋線寬度W2為0.8mm Imm,第一饋電結(jié)構(gòu)2的長度LI為34mm 35mm，第二饋電結(jié)構(gòu)3上端的饋線寬度W3為2mm 2.5mm，第二饋電結(jié)構(gòu)3的長度L2為34mm 35_。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五:結(jié)合圖1和圖2說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的第一饋電結(jié)構(gòu)2上端的饋線寬度Wl為2mm，第一饋電結(jié)構(gòu)2下端的饋線寬度W2為0.8mm，第一饋電結(jié)構(gòu)2的長度LI為35mm，第二饋電結(jié)構(gòu)3上端的饋線寬度W3為2mm，第二饋電結(jié)構(gòu)3的長度L2為35mm。本實施方式的技術(shù)效果是:通過適當(dāng)長度的漸變可以使得饋電結(jié)構(gòu)起到阻抗變換器的作用，即從饋電端的50 Ω變化到天線輻射單元端的數(shù)百歐姆。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的加載金屬圓片4的半徑為14.5mm 15.5mm,加載金屬圓片4的圓心與介質(zhì)板I下端邊緣的距離H為104mm 106mm。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的加載金屬圓片4的半徑為15mm,加載金屬圓片4的圓心與介質(zhì)板I下端邊緣的距離H為105mm。本實施方式的技術(shù)效果是:通過金屬圓片的加載，可以使天線的增益在超寬頻帶內(nèi)更加平穩(wěn)。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
六相同。
具體實施方式
八:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的第一輻射單元5與第二輻射單元6均是三角形貼片制作的，第一福射單元5的高Hl為72mm 74mm,第一福射單元5的底邊的長度L3為29mm 31mm,第二輻射單元6的高H2為72mm 74臟，第二輻射單元6的底邊的長度L4為29mm 31_。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
九:結(jié)合圖1說明本實施方式，本實施方式所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線的第一福射單元5的高Hl為73mm,第一福射單元5的底邊的長度L3為30mm，第二輻射單元6的高H2為73mm，第二輻射單元6的底邊的長度L4為30mmo本實施方式的技術(shù)效果是:輻射單元采用了線性漸變的形式，可以減小反射，有效拓展天線的帶寬。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
八相同。從圖4中可以看出，天線的通頻帶為1.67GHz 5GHz,比帶寬達(dá)到了 3: I,實現(xiàn)了超寬頻帶的效果；圖5表明，天線在2.5GHz 5GHz的頻帶范圍內(nèi)的增益變化平穩(wěn)，不超過IdB ;圖6和圖7則表明天線是一種定向福射的天線。
權(quán)利要求
1.平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線包括介質(zhì)板(I)、第一饋電結(jié)構(gòu)(2)、第二饋電結(jié)構(gòu)(3)、加載金屬圓片(4)、第一輻射單元(5)和第二輻射單元￠)，第一饋電結(jié)構(gòu)(2)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板(I)正面上端的中部，且第一饋電結(jié)構(gòu)(2)的上端與介質(zhì)板(I)的上邊緣接觸，第二饋電結(jié)構(gòu)(3)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板(I)背面上端的中部，且第二饋電結(jié)構(gòu)(3)的上端與介質(zhì)板(I)的上邊緣接觸，第一輻射單元(5)與第二輻射單元(6)呈人字形設(shè)置在介質(zhì)板(I)正面的中部，且第一輻射單元(5)的上端與第一饋電結(jié)構(gòu)(2)的下端連接，加載金屬圓片(4)設(shè)置在第一輻射單元(5)的下端與第二輻射單元￠)的下端之間，第二輻射單元出)的上端設(shè)有金屬化過孔(7)，金屬化過孔(7)依次穿過第二輻射單元(6)、介質(zhì)板(I)、第二饋電結(jié)構(gòu)(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:介質(zhì)板(I)是環(huán)氧玻璃布層壓板制作的介質(zhì)板(1)，介質(zhì)板(I)的相對介電常數(shù)為4.4，介質(zhì)板⑴的長度(U為210mm 215mm,介質(zhì)板⑴的寬度(W)為119mm 121mm,介質(zhì)板(I)的厚度為1.5mm 2.0mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:介質(zhì)板⑴的長度(U為213mm,介質(zhì)板⑴的寬度(W)為120mm,介質(zhì)板⑴的厚度為1.5mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:第一饋電結(jié)構(gòu)⑵上端的饋線寬度(Wl)為2mm 2.5mm，第一饋電結(jié)構(gòu)⑵下端的饋線寬度(W2)為0.8mm Imm,第一饋電結(jié)構(gòu)⑵的長度(LI)為34mm 35mm,第二饋電結(jié)構(gòu)(3)上端的饋線寬度(W3)為2mm 2.5mm,第二饋電結(jié)構(gòu)(3)的長度(L2)為34mm 35mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求 4所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:第一饋電結(jié)構(gòu)⑵上端的饋線寬度(Wl)為2mm，第一饋電結(jié)構(gòu)⑵下端的饋線寬度(W2)為0.8mm，第一饋電結(jié)構(gòu)(2)的長度(LI)為35mm，第二饋電結(jié)構(gòu)(3)上端的饋線寬度(W3)為2mm,第二饋電結(jié)構(gòu)(3)的長度(L2)為35mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:加載金屬圓片⑷的半徑為14.5mm 15.5mm,加載金屬圓片⑷的圓心與介質(zhì)板(I)下端邊緣的距離⑶為104mm 106mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:加載金屬圓片⑷的半徑為15_，加載金屬圓片⑷的圓心與介質(zhì)板⑴下端邊緣的距離(H)為 105mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:第一輻射單元(5)與第二輻射單元(6)均是三角形貼片制作的，第一輻射單元(5)的高(Hl)為72mm 74mm,第一福射單元(5)的底邊的長度(L3)為29mm 31mm,第二福射單元(6)的高(H2)為72mm 74mm,第二福射單兀(6)的底邊的長度(L4)為29mm 31mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，其特征在于:第一輻射單元(5)的高(Hl)為73mm，第一輻射單元(5)的底邊的長度(L3)為30mm，第二輻射單元(6)的高(H2)為73_，第二輻射單元(6)的底邊的長度(L4)為30_。
全文摘要
平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線，它涉及印刷型V形天線，具體涉及平衡微帶線饋電加載金屬圓片的印刷型V形天線。本發(fā)明為了解決傳統(tǒng)的行波天線需要引入有耗的終端匹配負(fù)載才能實現(xiàn)行波工作模式，且饋電結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。本發(fā)明的第一饋電結(jié)構(gòu)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板正面上端的中部，第二饋電結(jié)構(gòu)由上至下呈一字型印刷在介質(zhì)板背面上端的中部，第一輻射單元與第二輻射單元呈人字形設(shè)置在介質(zhì)板正面的中部，且第一輻射單元的上端與第一饋電結(jié)構(gòu)的下端連接，加載金屬圓片設(shè)置在第一輻射單元的下端與第二輻射單元的下端之間，第二輻射單元的上端設(shè)有金屬化過孔，金屬化過孔依次穿過第二輻射單元、介質(zhì)板、第二饋電結(jié)構(gòu)。本發(fā)明用于無線電領(lǐng)域。
文檔編號H01Q1/38GK103178340SQ20131006784
公開日2013年6月26日 申請日期2013年3月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月4日
發(fā)明者林澍, 張馨月, 張興起, 王立娜, 張春雷, 王力卓 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)