微帶天線制造技術

微帶天線，包括依次平行分離設置的第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層，第二金屬圓片設置于第一金屬圓片和接地金屬層之間的中間層；接地金屬層的橫向橫截面大于所述第一金屬圓片的橫向橫截面面積；第一金屬圓片上設置弧形槽，弧形槽使所述第一金屬圓片上下兩面通透；微帶天線還包括將第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層連接的短路枝節，進一步包括將第一金屬圓片和第二金屬圓片連接的饋電枝節。本實用新型專利技術的微帶天線是一種易于加工、工作頻帶寬、體積小的雙層結構短路加載的微帶天線。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及無線通信
，尤其涉及微波通訊中使用的一種體積小、帶寬寬的微帶天線。
技術介紹
現代移動通訊終端設備不斷的向小巧、低耗以及多功能等方向發展，所以對天線的結構和性能也提出了小型化、高增益、寬頻帶和多頻段等一些具體要求。天線家族中的微帶天線，由于其結構緊湊、體積較小、重量較輕、以及易于實現多頻段工作等優點，在移動通信系統中得到了非常廣泛的應用。根據文獻《微帶天線理論與應用》，實現天線小型化的要求，目前通常使用的有以下三種方法一、采用高介電常數或者高磁導率的介質材料做基板，從而降低微帶天線的諧振頻率。也就是說，在諧振頻率固定的情況下，可以實現小型化目的；二、應用曲流技術，在天線貼片開槽刻縫或在天線接地板上開槽刻縫，通過影響并改變天線表面的電流分布， 使貼片表面電流沿著開槽的邊沿曲折繞行，延長電流的有效路徑，降低貼片諧振頻率，從而實現天線小型化的目的。該方法應用廣泛，技術相對成熟。三、短路加載技術，在同軸線饋電點附近額外加載一個短路探針，或者在天線貼片上中心電壓為零處進行短路設置，這樣可以使天線尺寸減小一半。微帶天線的主要缺點是帶寬較窄，一般只有百分之幾甚至是百分之零點幾。微帶天線的窄頻特性是由其高Q值的諧振本性決定的，展寬頻帶的方法可以由降低Q值的各個方面去探求，也可以考慮用附加的匹配措施來實現。常用的方法有采用厚基板，附加阻抗匹配網絡，采用非線性基板材料、非線性調整材料、采用多層結構，采用在貼片或者接地板“開窗”等。在實際應用中，一般是綜合應用以上展頻方法。但是微帶天線頻帶的展寬，常常伴隨著天線尺寸的增大，限制了微帶天線的應用范圍。因此，現有技術存在缺陷，有待于進一步改進和發展。
技術實現思路
本技術的目的是提供一種體積小、帶寬寬的新型微帶天線。為了實現上述目的，本技術采用如下技術方案微帶天線，包括依次平行分離設置的第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層，其中，所述第二金屬圓片設置于所述第一金屬圓片和接地金屬層之間的中間層；所述接地金屬層的橫向橫截面大于所述第一金屬圓片的橫向橫截面面積；所述第一金屬圓片上設置弧形槽，所述弧形槽使所述第一金屬圓片上下兩面通透；所述微帶天線還包括將所述第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層連接的短路枝節，進一步包括將所述第一金屬圓片和第二金屬圓片連接的饋電枝節。所述的微帶天線，其中，所述第二金屬圓片同所述第一金屬圓片的圓心具有相同軸線，所述第二金屬圓片的半徑小于第一金屬圓片的半徑。所述的微帶天線，其中，所述饋電枝節貫穿所述第一金屬圓片和第二金屬圓片的圓心。所述的微帶天線，其中，所述短路枝節為銅柱、鋁柱或銷釘。所述的微帶天線,其中,所述饋電枝節采用同軸饋電纜。所述的微帶天線，其中，所述第二金屬圓片上設置弧形槽。所述的微帶天線，其中，所述第一金屬圓片的直徑為10厘米；所述弧形槽的張角大小為270°，半徑大小為3. 5厘米。所述的微帶天線，其中，所述第二金屬圓片的直徑為8厘米；所述第二金屬圓片上弧形槽的張角大小為280°，半徑大小為2. 5厘米。所述的微帶天線，其中，所述接地金屬層是一個直徑大小為12厘米的金屬圓片。所述的微帶天線，其中，所述短路枝節縱向高度為5厘米。本技術提供的微帶天線，通過饋電枝節貫穿第一金屬圓片和第二金屬圓片，使所述第一金屬圓片和第二金屬圓片相互電磁耦合；利用短路枝節連接第一金屬圓片和第二金屬圓片的適當的位置使之短路接地，使得寬帶天線可以在小尺寸下的情況下，輸入阻抗是不含虛部的實數，以達到諧振狀態；本技術的微帶天線是一種易于加工、工作頻帶寬、體積小的雙層結構短路 加載的微帶天線。附圖說明圖1為本技術的微帶天線的俯視圖；圖2為本技術的微帶天線的側視圖；圖3為本技術的微帶天線的反射系數Sll特性的圖。具體實施方式下面結合優選的實施例對本技術做進一步詳細說明。本技術的微帶天線，如圖1所示，包括依次平行分離設置的第一金屬圓片110、第二金屬圓片120、接地金屬層150，所述第二金屬圓片120設置于所述第一金屬圓片110和接地金屬層150之間的中間層；所述第二金屬圓片120同所述第一金屬圓片110的圓心具有相同軸線，所述第二金屬圓片120的半徑小于第一金屬圓片110的半徑；所述接地金屬層150的橫向橫截面大于所述第一金屬圓片110的橫向橫截面面積；所述第一金屬圓片110上設置弧形槽111，所述弧形槽111使所述第一金屬圓片110上下兩面通透；所述微帶天線還包括將所述第一金屬圓片110、第二金屬圓片120和接地金屬層150連接的短路枝節130，進一步包括將所述第一金屬圓片110和第二金屬圓片120連接的饋電枝節140，如圖2所示。所述短路枝節130為銅柱、鋁柱或銷釘；所述饋電枝節140采用同軸饋電纜，是同軸線的內芯，一般用銅制作。所述饋電枝節140貫穿所述第一金屬圓片110和第二金屬圓片120的圓心,所述第一金屬圓片110和第二金屬圓片120相互電磁稱合,諧振頻率相近，從而實現寬頻帶的目的。所述第一金屬圓片110處于最頂層，所述第二金屬圓片120位于所述第一金屬圓片110和接地金屬層150之間的中間層，其可以設置為上下兩面通透的弧形槽，也可以是實體的金屬圓片。所述接地金屬層150是一個金屬地，此金屬地的形狀不限，可以是圓形、矩形等，其橫向的橫截面要比所述第一金屬圓片110橫向橫截面尺寸大,而且越大,此微帶天線的性能越好。本技術的微帶天線非常適合于應用在金屬結構上，如金屬柜中。所述的第一金屬圓片110的材料為銅、鋁、鐵合金等金屬材料。所述第二金屬圓片120的材料可以為銅、鋁、鐵合金等金屬材料，可以有弧形槽，也可以沒有弧形槽，弧形槽的存在與否，對天線的性能無影響。考慮降低本技術微帶天線的重量、成本等因素，可以在所述第二金屬圓片120上加入弧形槽設計，使所述第二金屬圓片120具有上下通透弧形槽的設計。本技術的微帶天線是一種易于加工、工作頻帶寬、體積小的雙層結構短路加載的微帶天線。通過專用軟件(HFSS)模擬天線的反射系數，可以發現本技術的微帶天線工作帶寬為428MHz-437MHz。所述短路枝節130的作用在于實現此微帶天線結構的小型化特點。對于普通微帶天線其長度尺寸應該為所工作頻段的半波長，以433MHz為例，微帶天線尺寸應為35厘米左右。而當天線尺寸小于這個長度的時候，·天線的輸入阻抗中的容抗特性將顯著增加，從而使得微帶天線無法在小尺寸下諧振和阻抗匹配。本技術利用短路枝節130連接第一金屬圓片110和第二金屬圓片120的適當的位置使之短路接地，這就相當于增加了一個大的感抗來抵消容抗，使得寬帶天線可以在小尺寸下的情況下，輸入阻抗是不含虛部的實數，以達到諧振狀態。所述短路枝節130縱向高度為5厘米，使所述微帶天線的縱向高度為5厘米。優選的所述第一金屬圓片110的直徑為10厘米，所述弧形槽111的張角大小為270°，半徑大小為3. 5厘米。所述第二金屬圓片120優選的與所述第一金屬圓片110的圓心同軸，所述第二金屬圓片120的半徑小于所述第一金屬圓片110的半徑。優選的，所述第二金屬圓片的直徑為8厘米，所述第二金屬圓片120上弧形槽的張角大小為280°，半徑大小為2. 5厘米。所述接地金屬層15本文檔來自技高網...

【技術保護點】
微帶天線，包括依次平行分離設置的第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層，其特征在于，所述第二金屬圓片設置于所述第一金屬圓片和接地金屬層之間的中間層；所述接地金屬層的橫向橫截面面積大于所述第一金屬圓片的橫向橫截面面積；所述第一金屬圓片上設置弧形槽；所述微帶天線還包括將所述第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層連接的短路枝節，進一步包括將所述第一金屬圓片和第二金屬圓片連接的饋電枝節。

【技術特征摘要】
1.微帶天線，包括依次平行分離設置的第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層，其特征在于， 所述第二金屬圓片設置于所述第一金屬圓片和接地金屬層之間的中間層；所述接地金屬層的橫向橫截面面積大于所述第一金屬圓片的橫向橫截面面積；所述第一金屬圓片上設置弧形槽； 所述微帶天線還包括將所述第一金屬圓片、第二金屬圓片和接地金屬層連接的短路枝節，進一步包括將所述第一金屬圓片和第二金屬圓片連接的饋電枝節。2.根據權利要求1所述的微帶天線，其特征在于，所述第二金屬圓片同所述第一金屬圓片的圓心同軸，所述第二金屬圓片的半徑小于第一金屬圓片的半徑。3.根據權利要求2所述的微帶天線，其特征在于，所述饋電枝節貫穿所述第一金屬圓片和第二金屬圓片的圓心。4.根據權利要求3所述的微帶天線,其特征在于,...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李強，黃鐵輝，
申請(專利權)人：中科微聲天津傳感技術有限公司，
類型：實用新型
國別省市：