[发明专利]一种椭圆环组合形三宽频平面缝隙天线

说明书

本发明公开了一种椭圆环组合形三宽频平面缝隙天线，由介质基板、印制在介质基板上的椭圆环组合形馈源终端、矩形共面波导馈线、椭圆缝隙地板和外接的同轴接头构成。椭圆环组合形馈源终端由三个环宽相同的椭圆环巧妙的组合而成，从而激励起三个不同的辐射频带，使天线具有三宽频特性，通过调整三个椭圆环的尺寸可以调节三个频带的中心频率和带宽，采用椭圆缝隙地板可以调节天线在中低频段的阻抗匹配特性，椭圆缝隙地板形成的以椭圆形为基形的宽缝隙可以进一步减小天线的设计尺寸。本发明具有三宽频特性，天线结构简单，加工方便，各频段的辐射特性和增益特性良好，适用于WiMAX、WLAN和X频段小型多频带无线通信系统。

技术领域

本发明涉及无线通信天线技术领域，具体涉及一种椭圆环组合形三宽频平面缝隙天线，适用于WiMAX、WLAN和X频段小型多频带无线通信系统。

背景技术

天线结合微波技术的各种产品比比皆是，其影响小到人们的日常生活，大到国家的安全保障，其重要性是不言而喻的，就天线的实际应用需求而言，宽频带、多频带和小型化是天线目前最主要的研究方向。当前无线通信系统朝着小型化、系统集成方向发展，也迫切需要天线能覆盖多个电磁频段，从而增加系统的集成度，使通信系统更加紧凑，多带天线在此应用背景下应运而生。常规的多频带天线包括单极天线、缝隙天线、微带天线和倒F天线，缝隙天线较容易实现多频特性。缝隙天线是在地板上开一个较宽的缝隙，缝隙结构一般采用近似椭圆形或近似矩形缝隙，辐射与馈电部分与单极子天线的设计类似，共面波导馈电与宽缝隙相结合，采用特殊的几何组合结构调节阻抗匹配能够获得较宽的阻抗带宽，引入特殊结构设计还能够实现多频与陷波特性。缝隙加载技术可以实现多频特性，一般是在辐射贴片或地板上开一缝隙，可以引导电流围绕此缝隙流动，使电流路径得到明显的增加，有效地降低天线的谐振频率，通过改变天线自然模的场分布增加谐振点，实现双频或多频特性，但该种方法设计复杂、计算难度大。非专利文献1公开了一种缝隙加载多频带贴片天线，在介质基板的上部为一个开有弧形缝隙的圆形贴片，介质基板中间为泡沫介质，在介质基板下部为地板，在两层介质中间包含了一个圆形电容馈电贴片，该天线采用多层介质结构和电容馈电贴片增加了天线的阻抗带宽，从而能够完全满足GPS和WIFI频段的阻抗带宽需求，但该天线的设计尺寸较大。谐振交叠技术是设计多频带天线的重要技术手段，它是将两个或多个谐振单元融合在一起，每个谐振单元都能激励出一定的谐振频率，从而实现多频带特性，该方法设计简单、容易实现多频特性。非专利文献2公开了一种带有椭圆极子的双频微带天线，辐射单元主要包括两个半椭圆单极子和两个尺寸不同的矩形，辐射单元和地板印刷在介质基板两侧，天线通过辐射单元不同的几何形状组合而激发出不同的工作频带，天线覆盖了WLAN全部频段和WiMAX频段，但该天线需要双侧印刷，不利于集成设计。因此，设计小型化、双宽频的天线，满足无线通信系统高集成度的需求显得尤为重要。

引用文献列表

非专利文献1：陈建玲，缝隙加载多频带天线贴片天线研究，北京交通大学博士学位论文，2016:39-46.

非专利文献2：曾文杰，小型化宽频和双频微带天线的研究与设计，太原理工大学硕士学位论文，2016:45-53.

发明内容

本发明的目的是提供一种椭圆环组合形三宽频平面缝隙天线，具有三频带特性，频带宽、全向辐射、增益稳定、尺寸较小，便于集成在射频电路中，同时满足3.5GHzWiMAX、5GHzWLAN和8GHz X频段对工作频带的要求。

本发明的技术方案是：一种椭圆环组合形三宽频平面缝隙天线，由介质基板(1)、印制在介质基板(1)上的椭圆环组合形馈源终端(2)、矩形共面波导馈线(3)、椭圆缝隙地板(4)和外接的同轴接头(5)构成，其特征在于：