[实用新型]L型共面超宽带微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种L型共面超宽带微带天线。

技术背景

随着微波集成技术的发展和空间技术对低剖面天线的迫切需求，国际上展开了对微带天线广泛而深入地研究，新结构和高性能的微带天线不断涌现。与普通的微波天线相比，微带天线具有剖面薄、体积小、结构简单、适合用印刷电路技术大批量生产、能与载体共形，易于集成，制作简单、易于实现双极化等等多种优点。微带贴片天线以其效率高、尺寸小、分析方法成熟等其它类型的天线所不具备的优势而得到广泛地应用。

宽频带双极化天线本身的多性能和工程应用要求，给研究和设计带来了困难：一方面要求天线具有较宽的频带、较好的增益和方向图、良好的隔离度和交叉极化，另一方面也需要考虑成本、安装与调试、体积、重量等因素。这两年，宽频带天线的研究取得了一些新的进展。Bi Qun Wu和Kwai-Man Luk在文献中提出了一种双倒L型馈电的双极化天线，实现了65.9%的阻抗带宽（VSWR<2）和低于-36dB的隔离度，有着稳定的增益和方向图但是，该天线存在几个缺点：一是采用金属直接成型的结构，重量较大；二是馈电线与支撑，柱之间的距离很小，该距离对阻抗带宽影响很大，必然会增加安装、调试、维护的成本；三是该天线两个倒L型馈电线之间距离过大，阻抗的一致性差。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术频带窄、损耗大的不足，提供一种L型共面超宽带微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

L型共面超宽带微带天线包括微带基板、矩形镂空辐射贴片、L型辐射金属贴片、阻抗匹配输入微带线；微带基板上表面设有L型辐射金属贴片、矩形镂空辐射贴片、阻抗匹配输入微带线，L型辐射金属贴片的底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，矩形镂空辐射贴片四周边与微带基板四周边相连，矩形镂空辐射贴片的中心处设有矩形开槽，在矩形镂空辐射贴片内设有L型辐射金属贴片，阻抗匹配输入微带线的另一端与微带基板的底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为24mm～26mm，宽为14mm～16mm。所述的L型辐射贴片的长为17mm～19mm，宽为9mm～10mm。所述的阻抗匹配输入微带线与矩形镂空辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线（4）的宽度为3mm～4mm。所述的矩形镂空辐射金属贴片的长为24mm～26mm，宽为14mm～16mm，金属板宽为1mm～2mm；与阻抗匹配输入微带线的间距为0.3mm～0.5mm。

本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。

附图说明：

图1是L型共面超宽带微带天线的结构示意图；

图2是L型共面超宽带微带天线插入损耗曲线图；

图3是L型共面超宽带微带天线在5GHz时的辐射方向图；

图4是L型共面超宽带微带天线在5.2GHz时的辐射方向图；

图5是L型共面超宽带微带天线在5.5GHz时的辐射方向图；

图6是L型共面超宽带微带天线在10.0GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

L型共面超宽带微带天线包括微带基板1、矩形镂空辐射贴片2、L型辐射金属贴片3、阻抗匹配输入微带线4；微带基板1上表面设有L型辐射金属贴片3、矩形镂空辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线4，L型辐射金属贴片3的底端与阻抗匹配输入微带线4一端相连，矩形镂空辐射贴片2四周边与微带基板1四周边相连，矩形镂空辐射贴片2的中心处设有矩形开槽，在矩形镂空辐射贴片2内设有L型辐射金属贴片3，阻抗匹配输入微带线4的另一端与微带基板1的底端相连。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为24mm～26mm，宽为14mm～16mm。所述的L型辐射贴片3的长为17mm～19mm，宽为9mm～10mm。所述的阻抗匹配输入微带线4与矩形镂空辐射贴片2采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线4的宽度为3mm～4mm。所述的矩形镂空辐射金属贴片2的长为24mm～26mm，宽为14mm～16mm，金属板宽为1mm～2mm；与阻抗匹配输入微带线4的间距为0.3mm～0.5mm。

实施例1

L型共面超宽带微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为0.72mm。微带基板的长为25mm，宽为15mm。L型辐射贴片的长为18mm，宽为9.5mm。阻抗匹配输入微带线与辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。阻抗匹配输入微带线的宽度为3mm。辐射金属板为矩形结构，长为25mm，宽为15mm，金属板宽为1.5mm；与阻抗匹配输入微带线的间距为0.3mm。运用软件对L型共面超宽带微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量，所得的L型共面超宽带微带天线的插入损耗曲线如图2。由图2可见，在3.89~12GHz范围内插入损耗小于-10dB，可以覆盖超宽带频率范围。图3-图6所示为L型共面超宽带微带天线分别在5GHz、5.2GHz、5.5 GHz、10 GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为5GHz时的增益为3.1dBi，半功率波瓣宽度为86.3°，在频率为5.2 GHz时的增益为3.1dBi，半功率波瓣宽度为86.5°，在频率为5.5GHz时的增益为3.2dBi，半功率波瓣宽度为86.9°, 在频率为10GHz时的增益为4.2dBi，半功率波瓣宽度为64.7°。