本發(fā)明屬于微波天線技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線。

背景技術(shù)：

隨著無線通信技術(shù)的不斷演進(jìn)，相關(guān)的通訊產(chǎn)品日趨多樣化，同時對相應(yīng)的天線系統(tǒng)提出了更高的要求。傳統(tǒng)的單頻天線已無法滿足當(dāng)今社會無線通信的需求。且隨著電子產(chǎn)品體積不斷縮小，理想的天線應(yīng)向更小尺寸、更寬頻帶方向推進(jìn)。IEEE標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定全球微波互聯(lián)接入（WiMAX）的三個工作頻段為2.5-2.69GHz、3.3-3.79GHz及5.25-5.85GHz。隨著微波技術(shù)的不斷發(fā)展，無線通信產(chǎn)品的使用人數(shù)也在急劇增加，愈來愈緊張的頻譜資源也要求無線通信的前端設(shè)備（天線）能夠同時工作于多個頻帶，從而增加無線通信的容量。因此低成本、多頻帶、小型化、易集成且同時工作于WiMAX的三個頻段的平面天線在無線通信系統(tǒng)中具有重要的研究意義。

目前國內(nèi)外學(xué)者們已提出了各種應(yīng)用于 WiMAX的天線，例如使用矩形加載單極天線和倒L型槽線結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了2.45GHz、3.5GHz及5.8GHz 的頻段（Chen H, Yang X, Yin Y Z, et al. Tri-band rectangle-loaded monopole antenna with inverted-L slot for WLAN/WiMAX applications[J]. Electronics Letters, 2013, 49(20):1261-1262.）。采用共面波導(dǎo)饋電的圓形釘齒天線實現(xiàn)了WiMAX/Wi-Fi的多頻天線（Daniel R S, Suganthi S. Design and simulation of CPW fed circular spike antenna for wireless applications[C]“International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems. IEEE, 2015:1-5.”）。這些方法雖然都實現(xiàn)了多頻天線且滿足了電磁兼容，但是結(jié)構(gòu)稍微復(fù)雜且尺寸較大，不利于加工。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供了一種結(jié)構(gòu)簡單緊湊且方便加工的共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用如下技術(shù)方案，共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線，包括單面涂覆金屬層的介質(zhì)基板，其特征在于：所述的金屬層上刻蝕有共面波導(dǎo)饋電部分、并聯(lián)加載的L型縫隙及蘑菇狀縫隙輻射面，共面波導(dǎo)饋電部分包括兩條平行的信號傳輸縫隙和中心金屬導(dǎo)帶，其中的一條信號傳輸縫隙上加載有末端短路的第一L型縫隙，另一條信號傳輸縫隙的中部斷開，在斷開部位的末端分別加載有末端短路的第二L型縫隙和第三L型縫隙，該第二L型縫隙和第三L型縫隙組成180°移相器，第一L型縫隙與第二L型縫隙以中心金屬導(dǎo)帶的中心線為對稱軸對稱，中心金屬導(dǎo)帶延伸至蘑菇狀縫隙輻射面的內(nèi)部并且在其末端加載有半圓形導(dǎo)帶。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的介質(zhì)基板采用羅杰斯R4003C，其長度L為28mm，寬度W為24mm，厚度為0.8mm，金屬層為銅，金屬層厚度為18μm。

進(jìn)一步優(yōu)選，所述的共面波導(dǎo)饋電部分長度L1=6mm，中心金屬導(dǎo)帶寬度W1=2.13mm，信號傳輸縫隙寬度g1=0.15mm，L型縫隙長度L6=7mm，L型縫隙彎折部分長度L7=3.8mm，L型縫隙寬度g2=0.15mm，180°移相器之間的金屬導(dǎo)帶寬度W2=1.8mm，L型縫隙到蘑菇狀縫隙輻射面的距離L2=7mm，中心金屬導(dǎo)帶延長到蘑菇狀縫隙輻射面的長度L3=3.2mm，半圓形導(dǎo)帶的半徑L4=3.6mm，蘑菇狀縫隙輻射面末端距信號傳輸縫隙末端的長度L5=10.8mm。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：采用共面波導(dǎo)饋電，易于集成，天線尺寸緊湊，通過蘑菇狀縫隙輻射面及饋線中心金屬導(dǎo)帶末端加載的半圓形導(dǎo)帶，使天線產(chǎn)生了2.5GHz和3.6GHz兩個頻段，而在饋線上并聯(lián)加載L型縫隙產(chǎn)生了天線的第三個工作頻段5.8GHz，且在上述三個頻段內(nèi)，回波損耗均在-10dB以下。因此本發(fā)明具有尺寸緊湊、結(jié)構(gòu)簡單、易于集成及便于加工的優(yōu)點，同時可工作于WiMAX的2.5GHz、3.6GHz及5.8GHz三個頻段。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)尺寸標(biāo)注圖；

圖3是本發(fā)明的回波損耗圖；

圖4是本發(fā)明的駐波比；

圖5是本發(fā)明在3.6GHz的E面方向圖；

圖6是本發(fā)明在3.6GHz的H面方向圖。

圖中：1、介質(zhì)基板，2、金屬層，3、共面波導(dǎo)饋電部分，4、蘑菇狀縫隙輻射面，5、信號傳輸縫隙，6、中心金屬導(dǎo)帶，7、第一L型縫隙，8、第二L型縫隙，9、第三L型縫隙，10、半圓形導(dǎo)帶。

具體實施方式

結(jié)合附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的具體內(nèi)容。如圖1-2所示，共面波導(dǎo)饋電的三頻縫隙天線，包括單面涂覆金屬層2的介質(zhì)基板1，所述的金屬層2上刻蝕有共面波導(dǎo)饋電部分3、并聯(lián)加載的L型縫隙及蘑菇狀縫隙輻射面4，共面波導(dǎo)饋電部分3包括兩條平行的信號傳輸縫隙5和中心金屬導(dǎo)帶6，其中的一條信號傳輸縫隙5上加載有第一L型縫隙7，另一條信號傳輸縫隙5的中部斷開，在斷開部位末端分別加載有上下對稱的第二L型縫隙8和第三L型縫隙9，信號在此處將由第二L型縫隙8耦合到第三L型縫隙9處，同時兩者信號將有180°相差，因此第二L型縫隙8和第三L型縫隙9組成180°移相器，第一L型縫隙7與第二L型縫隙8以中心金屬導(dǎo)帶6的中心線為對稱軸左右對稱，中心金屬導(dǎo)帶6延伸至蘑菇狀縫隙輻射面4的內(nèi)部并且在中心金屬導(dǎo)帶6的末端加載有半圓形導(dǎo)帶10。

如圖1所示，所述的介質(zhì)基板1采用羅杰斯R4003C，其長度L為28mm，寬度W為24mm，厚度為0.8mm，金屬層2為銅，金屬層2厚度為18μm。如2所示，所述的共面波導(dǎo)饋電部分3長度L1=6mm，中心金屬導(dǎo)帶4寬度W1=2.3mm，信號傳輸縫隙5寬度g1=0.15mm，第二L型縫隙8長度L6=7mm，第三L型縫隙9彎折部分長度L7=3.8mm，第一L型縫隙7及第二L型縫隙8寬度g2=0.15mm，180°移相器之間的金屬導(dǎo)帶的寬度W2=1.8mm，第一L型縫隙7到蘑菇狀縫隙輻射面4的距離L2=7mm，中心金屬導(dǎo)帶5延長到蘑菇狀縫隙輻射面4的長度L3=3.2mm，半圓形導(dǎo)帶10的半徑L4=3.6mm，蘑菇狀縫隙輻射面4末端距信號傳輸縫隙5末端的長度L5=10.8mm。

該三頻縫隙天線的回波損耗曲線如圖3所示，在2.49-2.73GHz、3.48-3.89GHz及5.49-6.39GHz的頻段內(nèi)滿足S₁₁<-10dB的要求。VSWR（電壓駐波比）的曲線如圖4所示，在2.52-2.73GHz、3.5-3.8GHz及5.5-6.39GHz處滿足VSWR<2的要求。圖5和圖6分別給出了3.6GHz下三頻縫隙天線的E面和H面方向圖。

綜上所述，本發(fā)明提出的三頻縫隙天線結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、易于集成、便于加工且天線性能優(yōu)良，非常適合應(yīng)用于WiMAX的移動通信終端。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理，主要特征和優(yōu)點，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍。