雙同心開口圓環(huán)形貼片天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線。它包括基板、外開口圓環(huán)貼片、內(nèi)開口圓環(huán)貼片、圓形輻射貼片、短矩形金屬貼片、長(zhǎng)矩形金屬貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板；基板的上表面設(shè)有外開口圓環(huán)貼片、內(nèi)開口圓環(huán)貼片、圓形輻射貼片、短矩形金屬貼片、長(zhǎng)矩形金屬貼片、阻抗匹配輸入傳輸線；基板的下表面設(shè)有矩形金屬接地板；外開口圓環(huán)貼片開口向上，內(nèi)開口圓環(huán)貼片開口向下，長(zhǎng)矩形金屬貼片的頂端與圓形輻射貼片相連，長(zhǎng)矩形金屬貼片的底端與外開口圓環(huán)貼片的底部?jī)?nèi)側(cè)相連；短矩形金屬貼片頂端與外開口圓環(huán)貼片底端相連。本發(fā)明具有輻射特性好，損耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，制作方便，便于集成等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】雙同心開口圓環(huán)形貼片天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線，尤其涉及一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線。
【背景技術(shù)】
[0002]在通信系統(tǒng)當(dāng)中，天線的作用是非常重要的。天線被韋伯斯特大詞典定義為:一個(gè)用于發(fā)射和接受電磁波的金屬裝置；美國(guó)電氣和電子工程協(xié)會(huì)(IEEE)對(duì)天線的標(biāo)準(zhǔn)定義為:一種接受和輻射電磁波的途徑。從上面的描述我們可以看出，天線是一種能量變換裝置，它能將傳輸線上的電磁波，轉(zhuǎn)換成在大氣或者傳輸媒質(zhì)上傳播的電磁波；同樣，它也可以將大氣中或者傳輸媒質(zhì)中的電磁波變換到傳輸線上。在無線通信，導(dǎo)航，廣播，電子對(duì)抗，遙感等領(lǐng)域，凡是涉及到微波通信的，都要用到天線，可以看出天線的應(yīng)用是非常廣泛的。
[0003]微帶天線是由Deschamps教授于1953年提出的，當(dāng)時(shí)他是希望能將微帶傳輸線傳播的能量輻射出去，進(jìn)而產(chǎn)生了微帶天線的概念。微帶天線屬于一維小型天線，天線的長(zhǎng)寬尺寸與波長(zhǎng)一般來說在同一數(shù)量級(jí)，而天線的厚度僅有波長(zhǎng)的百分之一左右。從二十世紀(jì)70年代起，由于微帶天線技術(shù)發(fā)展很快，它也迅速成為了天線家族中獨(dú)立的分支，與此同時(shí)，第一個(gè)實(shí)用微帶天線也制作而成。從此，人們都在這個(gè)領(lǐng)域投入了大量的精力，使得微帶天線不僅在理論上快速發(fā)展，而且在工程應(yīng)用中也取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，技術(shù)方案如下:
雙同心開口圓環(huán)形貼片天線包括基板、外開口圓環(huán)貼片、內(nèi)開口圓環(huán)貼片、圓形輻射貼片、短矩形金屬貼片、長(zhǎng)矩形金屬貼片、阻抗匹配輸入傳輸線、矩形金屬接地板；基板的上表面設(shè)有外開口圓環(huán)貼片、內(nèi)開口圓環(huán)貼片、圓形輻射貼片、短矩形金屬貼片、長(zhǎng)矩形金屬貼片、阻抗匹配輸入傳輸線；基板的下表面設(shè)有矩形金屬接地板；外開口圓環(huán)貼片開口向上，內(nèi)開口圓環(huán)貼片開口向下，長(zhǎng)矩形金屬貼片的頂端與圓形輻射貼片相連，長(zhǎng)矩形金屬貼片的底端與外開口圓環(huán)貼片的底部?jī)?nèi)側(cè)相連；短矩形金屬貼片的頂端與外開口圓環(huán)貼片的底端相連，短矩形金屬貼片的底端與阻抗匹配輸入傳輸線的上端相連，阻抗匹配輸入傳輸線的下端與基板的底端相連，外開口圓環(huán)貼片與圓形輻射貼片之間設(shè)有內(nèi)開口圓環(huán)貼片，矩形金屬接地板的底端與基板的底端相連。
[0005]所述的基板為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料，基板的長(zhǎng)度和寬度均為20mm?22mm。所述的外開口圓環(huán)貼片的外圓半徑為6.8mm?7.0mm,內(nèi)圓半徑為6.4mm?6.6mm,開口長(zhǎng)度為
1.0mm?1.5mmο所述的內(nèi)開口圓環(huán)貼片的外圓半徑為4.8mm?5.0mm,內(nèi)圓半徑為4.4mm?
4.6mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm?1.5mm。所述的圓形福射貼片的半徑為3mm?4mm。所述的短矩形金屬貼片的長(zhǎng)度為1.2 mm?1.3mm,寬度為0.4 mm?0.6mm ;所述的長(zhǎng)矩形金屬貼片的長(zhǎng)度為3.4 mm?3.5mm,寬度為0.4 mm?0.6mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線的長(zhǎng)度為5mm?6mm,寬度為1.5mm?2.0mm。所述的矩形金屬接地板的長(zhǎng)度為20mm?22mm,寬度為5mm ?7mm η[0006]本發(fā)明的雙同心開口圓環(huán)形貼片天線具有輻射特性好，損耗低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸小，制作方便，便于集成等優(yōu)點(diǎn)。
[0007]【專利附圖】

【附圖說明】:
圖1是雙同心開口圓環(huán)形貼片天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是雙同心開口圓環(huán)形貼片天線的背面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3是雙同心開口圓環(huán)形貼片天線的S參數(shù)曲線圖；
圖4是天線在3.02GHz時(shí)的E面輻射方向圖；
圖5是天線在3.02GHz時(shí)的H面輻射方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0008]如圖1?2所示，雙同心開口圓環(huán)形貼片天線包括基板1、外開口圓環(huán)貼片2、內(nèi)開口圓環(huán)貼片3、圓形輻射貼片4、短矩形金屬貼片5、長(zhǎng)矩形金屬貼片6、阻抗匹配輸入傳輸線
7、矩形金屬接地板8 ;基板I的上表面設(shè)有外開口圓環(huán)貼片2、內(nèi)開口圓環(huán)貼片3、圓形輻射貼片4、短矩形金屬貼片5、長(zhǎng)矩形金屬貼片6、阻抗匹配輸入傳輸線7 ;基板I的下表面設(shè)有矩形金屬接地板8 ;外開口圓環(huán)貼片2開口向上，內(nèi)開口圓環(huán)貼片3開口向下，長(zhǎng)矩形金屬貼片6的頂端與圓形輻射貼片4相連，長(zhǎng)矩形金屬貼片6的底端與外開口圓環(huán)貼片2的底部?jī)?nèi)側(cè)相連；短矩形金屬貼片5的頂端與外開口圓環(huán)貼片2的底端相連，短矩形金屬貼片5的底端與阻抗匹配輸入傳輸線7的上端相連，阻抗匹配輸入傳輸線7的下端與基板I的底端相連，外開口圓環(huán)貼片2與圓形輻射貼片4之間設(shè)有內(nèi)開口圓環(huán)貼片3，矩形金屬接地板8的底端與基板I的底端相連。
[0009]所述的基板I為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料，基板I的長(zhǎng)度和寬度均為20mm?22mm。所述的外開口圓環(huán)貼片2的外圓半徑為6.8mm?7.0mm,內(nèi)圓半徑為6.4mm?6.6mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm?1.5mm。所述的內(nèi)開口圓環(huán)貼片3的外圓半徑為4.8mm?5.0mm,內(nèi)圓半徑為4.4mm?4.6mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm?1.5_。所述的圓形福射貼片4的半徑為3_?4mm。所述的短矩形金屬貼片5的長(zhǎng)度為1.2 mm?1.3mm,寬度為0.4 mm?0.6mm ;所述的長(zhǎng)矩形金屬貼片6的長(zhǎng)度為3.4 mm?3.5mm,寬度為0.4 mm?0.6mm。所述的阻抗匹配輸入傳輸線7的長(zhǎng)度為5mm?6mm,寬度為1.5mm?2.0mm。所述的矩形金屬接地板8的長(zhǎng)度為20mm?22謹(jǐn)，寬度為5謹(jǐn)?7mm。
[0010]實(shí)施例1
雙同心開口圓環(huán)形貼片天線:
選擇介電常數(shù)為4.4的玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料制作微帶基板，厚度為1.0mm?；宓拈L(zhǎng)度和寬度均為20mm。外開口圓環(huán)貼片的外圓半徑為6.8mm,內(nèi)圓半徑為6.4mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm。內(nèi)開口圓環(huán)貼片的外圓半徑為4.8mm,內(nèi)圓半徑為4.4mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm。圓形福射貼片的半徑為3mm。短矩形金屬貼片的長(zhǎng)度為1.3mm,寬度為0.4 mm ;長(zhǎng)矩形金屬貼片的長(zhǎng)度為3.5mm,寬度為0.4 mm。阻抗匹配輸入傳輸線的長(zhǎng)度為5mm,寬度為1.5mm。矩形金屬接地板的長(zhǎng)度為20mm,寬度為5_。雙同心開口圓環(huán)形貼片天線的各項(xiàng)性能指標(biāo)采用CST軟件進(jìn)行測(cè)試，所得的S參數(shù)曲線如附圖3。由圖可見，-1OdB以下的工作頻段為
2.974GHz?3.056GHz。圖4-5所示為天線在3.02GHz時(shí)的E面和H面方向圖，由圖可見，在頻率為3.02GHz時(shí)，增益為3.0dBi，半功率波瓣寬度為89.3。。
【權(quán)利要求】
1.一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于包括基板(I )、外開口圓環(huán)貼片(2)、內(nèi)開口圓環(huán)貼片(3)、圓形輻射貼片(4)、短矩形金屬貼片(5)、長(zhǎng)矩形金屬貼片(6)、阻抗匹配輸入傳輸線(7)、矩形金屬接地板(8);基板(I)的上表面設(shè)有外開口圓環(huán)貼片(2)、內(nèi)開口圓環(huán)貼片(3)、圓形輻射貼片(4)、短矩形金屬貼片(5)、長(zhǎng)矩形金屬貼片(6)、阻抗匹配輸入傳輸線(7);基板(I)的下表面設(shè)有矩形金屬接地板(8);外開口圓環(huán)貼片(2)開口向上，內(nèi)開口圓環(huán)貼片(3)開口向下，長(zhǎng)矩形金屬貼片(6)的頂端與圓形輻射貼片(4)相連，長(zhǎng)矩形金屬貼片(6)的底端與外開口圓環(huán)貼片(2)的底部?jī)?nèi)側(cè)相連；短矩形金屬貼片(5)的頂端與外開口圓環(huán)貼片(2 )的底端相連，短矩形金屬貼片(5 )的底端與阻抗匹配輸入傳輸線(7 )的上端相連，阻抗匹配輸入傳輸線(7)的下端與基板(I)的底端相連，外開口圓環(huán)貼片(2)與圓形輻射貼片(4)之間設(shè)有內(nèi)開口圓環(huán)貼片(3)，矩形金屬接地板(8)的底端與基板(I)的底端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的基板(I)為玻璃纖維環(huán)氧樹脂材料，基板(I)的長(zhǎng)度和寬度均為20mm?22mm。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的外開口圓環(huán)貼片(2)的外圓半徑為6.8mm?7.0mm,內(nèi)圓半徑為6.4mm?6.6mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm ?1.5mmο
4.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的內(nèi)開口圓環(huán)貼片(3)的外圓半徑為4.8mm?5.0mm,內(nèi)圓半徑為4.4mm?4.6mm,開口長(zhǎng)度為1.0mm ?1.5mmο
5.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的圓形輻射貼片(4)的半徑為3mm?4mm。
6.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的短矩形金屬貼片(5)的長(zhǎng)度為1.2 mm?1.3mm,寬度為0.4 mm?0.6mm ;所述的長(zhǎng)矩形金屬貼片(6)的長(zhǎng)度為3.4謹(jǐn)?3.5謹(jǐn)，寬度為0.4謹(jǐn)?0.6謹(jǐn)。
7.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的阻抗匹配輸入傳輸線(7)的長(zhǎng)度為5mm?6mm,寬度為1.5mm?2.0mm。
8.如權(quán)利要求1所述的一種雙同心開口圓環(huán)形貼片天線，其特征在于所述的矩形金屬接地板(8)的長(zhǎng)度為20mm?22mm,寬度為5mm?7mm。
【文檔編號(hào)】H01Q13/08GK103606744SQ201310547086
【公開日】2014年2月26日 申請(qǐng)日期:2013年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月7日
【發(fā)明者】李九生 申請(qǐng)人:中國(guó)計(jì)量學(xué)院