一种小型化宽频天线制造技术

本实用新型专利技术提供的是一种小型化宽频天线。它包括介质基板，布置于介质基板上的辐射单元、共面波导馈电信号带线和共面波导接地面，所述辐射单元包括两片，共面波导馈电信号带线直接与两片辐射单元相连，共面波导接地面位于共面波导馈电信号带线的两侧，共面波导馈电信号带线与SMA内导体连接，SMA的外导体与共面波导接地面连接。本实用新型专利技术主要采用在共面波导馈电结构和两个U形辐射单元，两个U形辐射元产生邻近的两个谐振带宽，从而实现宽频带操作。在U形辐射单元的两个臂之间插入一条调谐的微带线，改变天线的分布电容和分布电感，从而调节天线的阻抗带宽，实现宽带操作。结构简单、工作带宽宽，便于批量生产，且成本低廉。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种天线，具体地说是一种小型化宽频天线。该天线可以用于接受和发射无线电波。
技术介绍
由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化，小型化，超宽带以及与周围环境友好协调的方向发展，这使得宽频带，小型化成为国内外研究的热点课题之一。近年来，不需要钻孔和易于集成的共面波导结构日新月异，并且该结构可以通过照相或者光刻技术制作，并且有较好的极化特性，因此该技术已经应用在宽带天线的设计和相关的微波电路元器件的设计中。而目前的大多数情况下，需要一副天线能同时满足多频段的需求，同时要有较宽的阻抗带宽，同时能满足宽带通信的需求。特别是几年来，随着无线通信技术的飞速发展，WLAN已经广泛的普及，以及WiMAX和UWB通信技术的飞速发展，国内外的很多学者和公司都在研究具有较宽宽带的天线，同时能满足小型化的设计需求，便于设备的集成和小型化设计。同时解决现有宽频天线的一些缺点(1)目前的宽频带天线大多数采用的是单极子天线和套筒天线的形式，但是这些天线的馈电方式比较复杂，体积较大，不便于系统的集成和小型化设；( 目前的宽频带天线，大多数带宽比较窄，不能满足目前的设备的宽带化的需求，一般的每个带宽都在几百兆以上，因此需要设计一种具有较宽带宽的宽频天线；(3)近年来，学术界提出的大多数带有宽频特性的天线，大都是采用多对偶极子的形式，一般会是天线的体积增大，不变于小型化设计，同时各个谐振元之间的耦合较强，很难控制天线的阻抗特性。文献“Electromagnetically coupled WLAN/ffiMax antenna, Μ. Bashri, Ch. Ghobadi, Μ. Kamyab Hesari, and J. Nourinia, IEICE Electronics Express, Vol. 7, No. 13,2010. ”提出一种具有耦合结构的宽频天线，但是该天线仍然有较大的体积和复杂的结构，文中虽然利用耦合的方法来产生宽频带宽，但是该天线采用双面耦合的结构，增加了天线的复杂度，不利于天线和系统的集成。文献“Band-notched design of the planar monopole antenna for WLAN/ffiMax applications,Kang-kang Chen,and Ji-xiang Zhao, Microwave And Optical Technology Letters，Vol. 52，No. 12，2010” 提出采用在辐射单元上刻蚀矩形槽的方法实现双频阻抗带宽的特性，但是尺寸较大，同时采用椭圆形的接地面设计，调试不便，除此之外，在天线的辐射单元上刻蚀槽，容易使天线的辐射特性恶化。中国专利“宽频开槽天线，申请号200510004103. 6”阐述了开槽的宽频天线，该天线在不同的谐振频率内采用开不同的槽的结构，同时采用同轴电缆馈电，但该天线的带宽有限，且不变于天线和系统的小型化和集成。中国专利“宽频单偶极子天线，申请号021023972”阐述一种叠层的宽频天线设计，该专利主要是在不同的介质层上印制不同的贴片单元，从而产生不同的谐振点，但是天线的结构相对比较复杂，同时带宽比较窄，不能满足现阶段的宽带通信需求和小型化集成设计的应用。中国专利“宽频印刷式天线，申请号2007101M359. 4”，该宽频天线仍采用叠层结构和打孔的形式形成宽频特性，不但增加天线的复杂性，同时由于打孔会造成部分电磁波的泄露，从而影响天线的辐射特性。文献“!tinted modified loop antenna for WLAN/ffiMax applications, C. M. Peng, I. F. Chen, J. J. Yeh and C. W. Hsue, Electronics Letters, Vol. 43，No. 5，2007”提出一种环形宽频微带天线，但是该天线的带宽很窄，不能满足宽带通信的需求。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种带宽宽，辐射效率高，具有宽频特性的小型化宽频天线。本技术的目的是这样实现的它包括介质基板，布置于介质基板上的辐射单元、共面波导馈电信号带线和共面波导接地面，所述辐射单元包括两片，共面波导馈电信号带线直接与两片辐射单元相连，共面波导接地面位于共面波导馈电信号带线的两侧，共面波导馈电信号带线与SMA内导体连接，SMA的外导体与共面波导接地面连接。本技术还可以包括1、所述辐射单元为U形贴片，两片U形贴片辐射单元的开口方向相同，第一片U形贴片辐射单元套在第二片U形贴片辐射单元外。2、第二片U形贴片辐射单元内设置调谐微带线，调谐微带线与共面波导馈电信号带线相连接。3、所述辐射单元为V形贴片，两片V形贴片辐射单元的开口方向相同，第一片V形贴片辐射单元位于第二片V形贴片辐射单元上方构成偶极子对。4、共面波导接地面上切去两个三角形的切角。本技术给出了一种小型化宽频天线，主要采用在共面波导馈电结构和两个U 形辐射单元，两个U形辐射元产生邻近的两个谐振带宽，从而实现宽频带操作。在U形辐射单元的两个臂之间插入一条调谐的微带线，改变天线的分布电容和分布电感，从而调节天线的阻抗带宽，实现宽带操作。该天线的结构简单、工作带宽宽，便于批量生产，且成本低廉MTv ο本技术的天线可以使用在电子侦察，电子对抗等设备上，实现WiMAX、WLAN和低端UWB的协同工作。本技术属于共面波导馈电的单极子天线，该天线印制在介质基板上，其辐射单元为两个U形贴片，同时在U形辐射单元的中间插入一个调谐微带线，从而展宽天线的阻抗带宽，实现宽频带操作，满足 WLAN(2. 4GHZ-2. 483GHz)、WiMAX (2. 5GHz_2. 69GHz)、 WiMAX (3. 4GHz-3. 69GHz)、UffB (3. lGHz-5. 1GHz)、S和C波段的通信需求。本技术采用印刷天线结构、共面波导结构和折叠偶极子天线设计的方法，大大降低了天线体积，且比较容易和射频前端微波集成电路集成。所述的小型化宽频天线可以包括在共面波导馈电信号带线上增加多个偶极子的形式，如从而产生多个邻近的谐振带宽，从而实现宽带操作。所述的调谐微带线，可以采用矩形结构的微带线和T形结构的微带线，采用这些结构可以进一步缩小天线的尺寸，实现天线的小型化，同时可以有效增加天线的阻抗带宽。为了采用单一平面印刷天线结构，而同时又能满足宽频的阻抗特性需求，本技术采用以下几种措施1、采用两个U形辐射元，使两个U形辐射元产生两个邻近的谐振带宽，从而实现宽带设计。2、在U形辐射元之间插入一条调谐微带线，通过调整调谐微带线的长度和宽度， 改变其分布电容和分布电感，从而改变天线的阻抗带宽。3、利用共面波导的形式实现单一平面印刷天线结构，同时也便于和微波集成电路集成。同时在共面波导接地面上切去两个三角形的切角，进一步的改善天线的阻抗特性，进一步展宽频带。根据以上共面波导的优势和技术思路，本技术采用的技术方案的主要特点为1、辐射单元采用U形贴片，类似于弯折的偶极子天线，便于设计和制作，且辐射单元尺寸较小，便于系统的小型化以及易于和微波集成电路集成，同时两个U形辐射单元之间有较强的耦合，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种小型化宽频天线，它包括介质基板，布置于介质基板上的辐射单元、共面波导馈电信号带线和共面波导接地面，其特征是：所述辐射单元包括两片，共面波导馈电信号带线直接与两片辐射单元相连，共面波导接地面位于共面波导馈电信号带线的两侧，共面波导馈电信号带线与ＳＭＡ内导体连接，ＳＭＡ的外导体与共面波导接地面连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李迎松，杨晓冬，常舒，李明，姜弢，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：实用新型
国别省市：93