專利名稱：一種小尺寸平板超寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小型平板天線。
背景技術(shù)：
超寬帶無(wú)線檢測(cè)技術(shù)的飛速發(fā)展帶來(lái)了無(wú)損檢測(cè)的又一次進(jìn)步。超寬帶無(wú)線數(shù)據(jù)的傳輸速度更快，數(shù)據(jù)包含信息量更大，功耗更低，設(shè)備成本更低，保密性更強(qiáng)，穿透性更好，這些優(yōu)點(diǎn)是常規(guī)無(wú)線檢測(cè)技術(shù)不具有的。性能良好的超寬帶天線是確保檢測(cè)可靠性、高速性以及抗干擾性良好的關(guān)鍵，超寬帶天線的設(shè)計(jì)成為超寬帶無(wú)線檢測(cè)技術(shù)的重中之重。為了適應(yīng)射頻電路等高速電路應(yīng)用的需求，天線的小型化設(shè)計(jì)成為關(guān)鍵，微帶單極天線易于調(diào)節(jié)天線的帶寬，它能方便地同高速電路集成，滿足設(shè)備高集成度，低功耗的要求。單極 天線添加的方槽結(jié)構(gòu)可以減小天線尺寸，有利于天線小型化。針對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域，使用“不”字形極子有效地調(diào)整天線單方向輻射性能，降低天線陣列之間的相互串?dāng)_。以上諸多設(shè)計(jì)使超寬帶天線更易應(yīng)用于在實(shí)際檢測(cè)中。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種尺寸頻帶較寬、單向增益較高的超寬帶天線。本發(fā)明提供的天線形狀規(guī)則，適合規(guī)律排布并組成天線陣列，天線方向性良好，單方向穿透能力強(qiáng)，適合檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種小尺寸平板超寬帶天線，包括分別制作在基板兩面的饋電極子和開槽接地板，其特征在于，所述的饋電極子為“不”字形，極子呈四分岔形，上面呈一字型相連的兩個(gè)橫向分岔用于調(diào)整天線的單向輻射性，兩個(gè)斜向分岔調(diào)整饋電極子和開槽接地板之間的間隙，兩個(gè)斜向分岔由上至下與開槽接地板之間形成由寬至窄的間隙。作為優(yōu)選實(shí)施方式，橫向分岔與兩個(gè)斜向分岔之間的角度均為45°角；所述天線的尺寸為16mmX 16mm,開槽接地板的開槽的寬度和長(zhǎng)度分別為13mmX 14mm,兩個(gè)橫向分岔連通其相連部分的總長(zhǎng)度(w)與開槽的長(zhǎng)度一致，饋電極子的高度(h)為8. Imm ；4.饋電極子饋線的寬度為2mm,極子的兩個(gè)橫向分盆的寬度為Imm,兩個(gè)45°角分盆的寬度為I. 41mm。本發(fā)明對(duì)已有的饋電地板開槽天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，調(diào)整饋電地板開槽尺寸使天線帶寬性能達(dá)到要求，使用“不”字形饋電極子實(shí)現(xiàn)天線的單方向輻射，確保天線單方向穿透力強(qiáng)，增益高。通過(guò)一系列優(yōu)化，天線的最終尺寸為16mmX 16mm，厚度為1mm，微帶天線的尺寸非常適合醫(yī)療檢測(cè)儀器中的小型化天線陣列。天線的-IOdB回波損耗頻率覆蓋范圍從5GHz到7. 7GHz，包含檢測(cè)信號(hào)所需的中心頻率6GHz，帶寬為2. 7GHz，天線的回波損耗S11曲線如附圖4所示。天線極子前方向增益達(dá)到3. 5dB，單向增益較高，天線在側(cè)向輻射很小。可以應(yīng)用于醫(yī)療檢測(cè)使用的平板天線陣列中，各天線側(cè)向輻射受抑制，相互干擾較小，功耗降低。


圖I天線正面圖單位(mm)。圖2天線背面圖單位(mm)。圖3天線透視圖單位(mm)。圖4天線的回波損耗Sll隨頻率變化曲線。圖5天線的方向圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)如圖I至3所示，天線的方向圖如圖5所示。開槽后環(huán)形饋電地板6 (銅制成)改變了電流走向，電流沿地板底部中心饋入，經(jīng)由開槽地板的兩側(cè)，最后形 成環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)，相比于不開槽饋電地板，環(huán)形饋電網(wǎng)絡(luò)大大增加有效饋電長(zhǎng)度，有利的減小微帶天線的尺寸。采用“不”字形極子，極子呈四分岔形，如圖1，上面兩個(gè)橫向分岔3用于調(diào)整天線的單向輻射性，使天線的側(cè)向輻射受到抑制，天線只能向極子的前向或后向進(jìn)行輻射，滿足單向高增益、抗干擾的性能要求。下面兩個(gè)45°角的斜向分岔4調(diào)整天線饋電極子2 (銅制成)和饋電地板6之間的間隙，兩個(gè)分岔由上至下與饋電地板之間形成由寬至窄的間隙，實(shí)現(xiàn)天線的指定帶寬。天線基板I材料采用FR4，此種材料價(jià)格低廉，易于加工。本發(fā)明通過(guò)采用開槽技術(shù)，對(duì)饋電地板6開矩形槽7，可以有效減小天線尺寸，并使天線達(dá)到指定帶寬。通過(guò)仿真優(yōu)化最終確定開槽的長(zhǎng)度和寬度分別為13mmX 14_。饋線寬為2mm,并且橫向兩分盆寬為Imm,45°角的兩分盆寬度為I. 41mm,經(jīng)優(yōu)化確定當(dāng)w =14mm、h 8. Imm時(shí)，天線在所需帶寬5GHz到7. 7GHz處具有很高的單向輻射特性，如圖5所示，其極子正向輻射強(qiáng)度達(dá)到3. 5dB的增益，而側(cè)向60度處輻射增益小于_4dB，滿足了天線單向輻射的要求，有效降低天線陣列間不同天線的相互干擾，增強(qiáng)天線穿透能力，使檢測(cè)結(jié)果精確可靠。
權(quán)利要求
1.一種小尺寸平板超寬帶天線，包括分別制作在基板兩面的饋電極子和開槽接地板，其特征在于，所述的饋電極子為“不”字形，極子呈四分岔形，上面呈一字型相連的兩個(gè)橫向分岔用于調(diào)整天線的單向輻射性，兩個(gè)斜向分岔調(diào)整饋電極子和開槽接地板之間的間隙，兩個(gè)斜向分岔由上至下與開槽接地板之間形成由寬至窄的間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小尺寸平板超寬帶天線，其特征在于，橫向分岔與兩個(gè)斜向分岔之間的角度均為45°角。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的小尺寸平板超寬帶天線，其特征在于，所述天線的尺寸為16mmX 16mm,開槽接地板的開槽的寬度和長(zhǎng)度分別為13mmX 14mm,兩個(gè)橫向分盆連通其相連部分的總長(zhǎng)度(w)與開槽的長(zhǎng)度一致，饋電極子的高度(h)為8. 1mm。
4.饋電極子饋線的寬度為2mm,極子的兩個(gè)橫向分盆的寬度為lmm,兩個(gè)45°角分盆的寬度為I- 4lmmo
全文摘要
本發(fā)明屬于無(wú)線檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種小尺寸平板超寬帶天線，包括分別制作在基板兩面的饋電極子和開槽接地板，其特征在于，所述的饋電極子為“不”字形，極子呈四分岔形，上面呈一字型相連的兩個(gè)橫向分岔用于調(diào)整天線的單向輻射性，兩個(gè)斜向分岔調(diào)整饋電極子和開槽接地板之間的間隙，兩個(gè)斜向分岔由上至下與開槽接地板之間形成由寬至窄的間隙。本發(fā)明本發(fā)明提供的天線形狀規(guī)則，適合規(guī)律排布并組成天線陣列，天線方向性良好，單方向穿透能力強(qiáng)，適合檢測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01Q1/36GK102820525SQ20121014821
公開日2012年12月12日 申請(qǐng)日期2012年5月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月14日
發(fā)明者肖夏, 王梁 申請(qǐng)人:天津大學(xué)