專利名稱：串并聯(lián)微帶陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及天線，尤其涉及一種串并聯(lián)微帶陣列天線。
背景技術(shù)：
作為有線局域網(wǎng)(Local Area Network, LAN)的延伸，WLAN以無線多址信道作為傳輸媒介，提供了傳統(tǒng)LAN的功能，實(shí)現(xiàn)了隨時(shí)、隨地寬帶網(wǎng)絡(luò)接入。并且隨著其應(yīng)用的不 斷發(fā)展，其易安裝、易擴(kuò)展、易管理、易維護(hù)、高移動(dòng)性等特點(diǎn)日益凸現(xiàn)，并逐漸顯示了其空 前的發(fā)展前景。天線作為通信系統(tǒng)中的的一個(gè)重要的無線電設(shè)備，其性能的好壞將直接影 響無線電設(shè)備的性能。由于微帶陣列天線具有剖面低、重量輕、尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點(diǎn)，因而在實(shí)際中 廣泛應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雷達(dá)系統(tǒng)、無線通信系統(tǒng)等。隨著陣列天線的普遍應(yīng)用，具有高 增益水平和寬阻抗頻帶的平面陣列天線的高效性設(shè)計(jì)與制作逐漸成為一種挑戰(zhàn)。近年來， 一種CPW結(jié)構(gòu)的微帶陣列天線以其易實(shí)現(xiàn)，成本低等優(yōu)勢而吸引人們的注意。陣列天線的 饋電方式包括并聯(lián)、串聯(lián)以及串并聯(lián)饋電。T. Yuan等人提出的串聯(lián)漸變陣列天線的駐波比 約為2. 8%，峰值增益不到15dBi。目前市場上無線局域網(wǎng)中的微帶天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來提高定向 性，但是增益仍比較低，損耗大，功率小。在WLAN應(yīng)用中，損耗成為獲得較大增益的重要限 制因素。因此，迫切需要提出一種高增益、低損耗的陣列天線來滿足WLAN通信系統(tǒng)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)在無線局域網(wǎng)中損耗大，增益低的不足，提供一種 串并聯(lián)微帶陣列天線。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下串并聯(lián)微帶陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元、輻射單元、饋電點(diǎn)、輻射 層、第一輻射單元和第二輻射單元；輻射單元包括第一輻射單元和第二輻射單元，第一輻射 單元通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元與第二輻射單元串聯(lián)組成第一級(jí)陣列，兩個(gè)第一級(jí)陣列通過阻 抗變換網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)組成第二級(jí)陣列，四個(gè)第二級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元并聯(lián)組成輻 射層，輻射層貼置于微帶基板的一側(cè)，阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元的中心作為饋電點(diǎn)。所述的微帶基板的材料為FR-4。所述的饋電方式為串并聯(lián)饋電。所述的第一輻射 單元和第二輻射單元形狀為兩個(gè)不同的多邊形。所述的第二級(jí)陣列的兩個(gè)第一級(jí)陣列中的 輻射單元互為倒置。所述的饋電點(diǎn)采用同軸線饋電，特性阻抗為50 Ω。本實(shí)用新型采用微帶陣列天線技術(shù)，采用串并聯(lián)饋電方式，成本低，輻射特性好， 結(jié)構(gòu)簡單，便于集成，滿足無線局域網(wǎng)通信的要求。

圖1是串并聯(lián)微帶陣列天線的結(jié)構(gòu)示意圖；[0011]圖2是串并聯(lián)微帶陣列天線的駐波比曲線；圖3是串并聯(lián)微帶陣列天線E面的輻射方向圖；圖4是串并聯(lián)微帶陣列天線H面的輻射方向圖；圖5是串并聯(lián)微帶陣列天線的增益曲線。
具體實(shí)施方式
如圖1所示，串并聯(lián)微帶陣列天線包括微帶基板1、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2、輻射單元3、饋電點(diǎn)4、輻射層5、第一輻射單元6和第二輻射單元7 ；輻射單元3包括第一輻射單元6 和第二輻射單元7，第一輻射單元6通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2與第二輻射單元7串聯(lián)組成第 一級(jí)陣列，兩個(gè)第一級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2串聯(lián)組成第二級(jí)陣列，四個(gè)第二級(jí)陣 列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2并聯(lián)組成輻射層5，輻射層5貼置于微帶基板1的一側(cè)，阻抗變 換網(wǎng)絡(luò)單元2的中心作為饋電點(diǎn)4。所述的微帶基板1的材料為FR-4。所述的饋電方式為串并聯(lián)饋電。所述的第一輻 射單元6和第二輻射單元7形狀為兩個(gè)不同的多邊形。所述的第二級(jí)陣列的兩個(gè)第一級(jí)陣 列中的輻射單元3互為倒置。所述的饋電點(diǎn)4采用同軸線饋電，特性阻抗為50 Ω。實(shí)施例1串并聯(lián)微帶陣列天線選擇介電常數(shù)為3.99的FR-4材料制作微帶基板，厚度為1mm。第一輻射單元為 多邊形，各個(gè)邊長分別為33. 5mm, 43. 2mm, 43. lmm, 10. 2mm, 30. 5mm, 16. 4mm。第二輻射單元 為多邊形，各個(gè)邊長分別為48. 2mm, 55. 6mm, 29. 7mm, 31. 8mm, 17. 5mm。第一級(jí)陣列阻抗網(wǎng)絡(luò) 變換單元采用單節(jié)匹配，寬度為0. 98mm,第二級(jí)陣列的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元為U型，寬度為 1. 24mm，輻射層的阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元采用雙節(jié)匹配，寬度為0. 54mm和1. 18mm。輻射層的厚 度為0.07mm。饋電點(diǎn)采用同軸線連接，特性阻抗為50 Ω，同軸線直徑為1. 5mm。串并聯(lián)微帶 陣列天線采用16個(gè)輻射單元，微帶陣列天線的尺寸為291mmX 291mm。采用R3767CH網(wǎng)絡(luò)分 析儀對(duì)串并聯(lián)微帶陣列天線的駐波比曲線和增益等輻射特性進(jìn)行了測量，所得的串并聯(lián)微 帶陣列天線的駐波比曲線如圖2。由圖2可見，串并聯(lián)微帶陣列天線的帶寬為189MHz (駐波 比小于1. 5)，完全可以覆蓋無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)2. 4GHz段2400 2483MHz的整個(gè)頻率范圍。 串并聯(lián)微帶陣列天線的E面輻射方向圖如圖3，-3dB波束寬度為28. 6°。串并聯(lián)微帶陣列 天線的H面輻射方向圖如圖4，-3dB波束寬度為17. 19°。串并聯(lián)微帶陣列天線的增益曲 線如圖5，峰值增益為17.61dBi。
權(quán)利要求一種串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于包括微帶基板(1)、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)、輻射單元(3)、饋電點(diǎn)(4)、輻射層(5)、第一輻射單元(6)和第二輻射單元(7)；輻射單元(3)包括第一輻射單元(6)和第二輻射單元(7)，第一輻射單元(6)通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)與第二輻射單元(7)串聯(lián)組成第一級(jí)陣列，兩個(gè)第一級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)串聯(lián)組成第二級(jí)陣列，四個(gè)第二級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)并聯(lián)組成輻射層(5)，輻射層(5)貼置于微帶基板(1)的一側(cè)，阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)的中心作為饋電點(diǎn)(4)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于所述的微帶基板(1) 的材料為FR-4。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于所述的饋電方式為串 并聯(lián)饋電。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于所述的第一輻射單元 (6)和第二輻射單元(7)形狀為兩個(gè)不同的多邊形。
5 根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于所述的第二級(jí)陣列的兩個(gè) 第一級(jí)陣列中的輻射單元(3)互為倒置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的串并聯(lián)微帶陣列天線，其特征在于所述的饋電點(diǎn)(4)采用同 軸線饋電，特性阻抗為50 Ω。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種串并聯(lián)微帶陣列天線。它包括微帶基板、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元、輻射單元、饋電點(diǎn)、輻射層、第一輻射單元和第二輻射單元；輻射單元包括第一輻射單元和第二輻射單元，第一輻射單元通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元與第二輻射單元串聯(lián)組成第一級(jí)陣列，兩個(gè)第一級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元串聯(lián)組成第二級(jí)陣列，四個(gè)第二級(jí)陣列通過阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元并聯(lián)組成輻射層，輻射層貼置于微帶基板的一側(cè)，阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元的中心作為饋電點(diǎn)。本實(shí)用新型采用微帶陣列天線技術(shù)，采用串并聯(lián)饋電方式，成本低，輻射特性好，結(jié)構(gòu)簡單，便于集成，滿足無線局域網(wǎng)通信的要求。
文檔編號(hào)H01Q21/00GK201576746SQ20102010131
公開日2010年9月8日 申請日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月22日
發(fā)明者李九生, 趙春喜, 趙曉麗 申請人:中國計(jì)量學(xué)院