雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線的制作方法
【專利摘要】雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，由上至下依次包括：金屬貼片、介質(zhì)基板、接地板、pcb基板和混合電橋饋電單元；所述部件以層壓粘貼的方式集中為一體；其中，所述金屬貼片和所述接地板分別置于所述的介質(zhì)基板的上、下表面；所述混合電橋饋電單元包括混合電橋饋電芯片、饋電探針和接地電路及孤立端口電路，均置于所述pcb基板的下表面；混合電橋饋電芯片的兩個(gè)輸出端口分別連接兩個(gè)饋電探針穿過(guò)pcb基板與介質(zhì)基板，并與介質(zhì)基板上表面的金屬貼片相連接。兩個(gè)饋電探針?biāo)谖恢檬馆椛洳ㄐ卧诒Ａ籀?0°的同時(shí)產(chǎn)生φ=90°的相位偏移。本發(fā)明不僅很好地實(shí)現(xiàn)了圓極化輻射，同時(shí)全向范圍內(nèi)具有較高的頻寬，且天線體積小，剖面低，重量輕，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于共形。
【專利說(shuō)明】雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻識(shí)別天線領(lǐng)域，特別是一種采用復(fù)合材料介質(zhì)基板介質(zhì)的雙饋點(diǎn)圓極化天線。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著射頻識(shí)別技術(shù)的發(fā)展和行業(yè)的需要，單一極化方式已難滿足要求，圓極化天線的應(yīng)用就顯得十分重要，因?yàn)槭褂脠A極化天線可以減少不同標(biāo)簽相位下的信號(hào)漏失情況。另外在很多實(shí)際應(yīng)用中要求天線具有重量輕、體積小、可共形、且成本低的特點(diǎn)，圓極化微帶貼片天線就是能滿足這些要求的較為理想的天線。
[0003]目前，采用單貼片天線來(lái)實(shí)現(xiàn)圓極化輻射主要有兩種方法:單饋點(diǎn)法和多饋點(diǎn)法。單饋點(diǎn)法通過(guò)在輻射貼片上開槽，挖角等技術(shù)，并調(diào)整微帶天線的實(shí)際尺寸，激勵(lì)起兩個(gè)極化正交的簡(jiǎn)并模，從而實(shí)現(xiàn)圓極化輻射，不需要任何移相網(wǎng)絡(luò)和功率分配器。但是由于它的軸比阻抗帶寬太窄，大大限制了其應(yīng)用范圍。多饋點(diǎn)法可以利用兩個(gè)饋電點(diǎn)來(lái)激勵(lì)起一對(duì)極化正交的簡(jiǎn)并模，并由饋電網(wǎng)絡(luò)保證兩模的幅度相等，相位相差90°，從而獲得圓極化場(chǎng)，并且具有較寬的阻抗匹配帶寬。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有的單貼片單饋點(diǎn)圓極化天線技術(shù)所存在的問(wèn)題，提供一種采用介質(zhì)基板材質(zhì)的雙饋點(diǎn)圓極化貼片天線，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸小、成本低，并且在全向?qū)捊嵌确秶鷥?nèi)具有良好軸比和駐波比的特點(diǎn)。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:
雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，由上至下依次包括:金屬貼片、介質(zhì)基板、接地板、PCb基板和混合電橋饋電單元，所述部件以層壓粘貼的方式集中為一體，其中，所述金屬貼片置于所述的介質(zhì)基板的上表面，并且尺寸小于介質(zhì)基板尺寸，所述接地板置于介質(zhì)基板的下表面，并且尺寸與介質(zhì)基板相同，所述的混合電橋饋電單元置于所述的PCb基板的下表面，其中包括混合電橋饋電芯片、饋電探針和接地電路及孤立端口電路，射頻信號(hào)輸入饋線的內(nèi)導(dǎo)體與所述的混合電橋饋電芯片的輸入端口連接，混合電橋饋電芯片的兩個(gè)輸出端口分別連接兩個(gè)饋電探針穿過(guò)所述PCb基板與介質(zhì)基板，并與介質(zhì)基板上表面的金屬貼片相連接，兩個(gè)饋電探針?biāo)谖恢檬馆椛洳ㄐ卧诒Ａ籀?0°的同時(shí)產(chǎn)生Φ=90°的相位偏移。
[0006]優(yōu)選的，所述介質(zhì)基板單元為玻纖織布、陶瓷填充聚四氟乙烯(PTFE)復(fù)合材料板，介電常數(shù)在2.2-10.6之間，所述介質(zhì)基板介電常數(shù)、尺寸、厚度根據(jù)頻率、頻寬、增益需要經(jīng)過(guò)仿真設(shè)計(jì)而確定。
[0007]優(yōu)選的，所述金屬貼片為矩形，金屬貼片尺寸根據(jù)應(yīng)用需要經(jīng)過(guò)仿真設(shè)計(jì)而確定。
[0008]優(yōu)選的，所述接地板為一塊貼片或光刻腐蝕制成的金屬板，表面設(shè)有兩個(gè)開槽，大于圓形探針直徑，以便于兩個(gè)饋電探針貫穿至金屬貼片的槽位。
[0009]優(yōu)選的，所述pcb基板單元為常見印刷電路板材料，用于起到對(duì)混合電橋饋電單元和介質(zhì)基板的固定、保護(hù)及隔離作用。
[0010]優(yōu)選的，所述混合電橋饋電芯片是一枚表面貼裝的3dB 90°混合電橋芯片，在所述pcb基板上安裝位置為Φ=45°，以便于通過(guò)饋電探針幫助產(chǎn)生波形相位偏移。
[0011]優(yōu)選的，所述天線主要應(yīng)用于無(wú)線射頻識(shí)別領(lǐng)域(RFID)，尤其適合超高頻840-845ΜΗζ 及 920_925ΜΗζ 頻段。
[0012]與現(xiàn)有圓極化天線技術(shù)相比，本發(fā)明具有雙點(diǎn)饋電圓極化層疊型微帶貼片天線的具有的阻抗匹配帶寬較寬，軸比阻抗帶寬較寬的優(yōu)點(diǎn)，大大改善了圓極化天線在全向范圍內(nèi)的軸比寬度和諧振頻段寬度，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、剖面低、重量輕、易于共形等特點(diǎn)。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線的正面和分層結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]文中數(shù)字和字母所表示的相應(yīng)部件名稱:
10金屬貼片 20介質(zhì)基板30接地板
40 pcb基板 50混合電橋饋電芯片 60饋電探針 70接地電路和孤立端口電路。

【具體實(shí)施方式】
[0015]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說(shuō)明，使本發(fā)明的上述及其它目的、特征和優(yōu)勢(shì)將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記指示相同的部分。并未刻意按比例繪制附圖，重點(diǎn)在于示出本發(fā)明的主旨。
[0016]如圖1所示，雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，由上至下依次包括:金屬貼片10、介質(zhì)基板20、接地板30、pcb基板40和混合電橋饋電單元(包含混合電橋饋電芯片50、饋電探針60、接地電路和孤立端口電路70 )。
[0017]金屬貼片10位于介質(zhì)基板20的上表面，通常采用貼片或光刻腐蝕制作，并且金屬貼片10尺寸略小于介質(zhì)基板20的尺寸；金屬貼片10的形狀通常為矩形，包括正方形和長(zhǎng)方形，同時(shí)也可為圓形或橢圓形。當(dāng)為正方形或矩形時(shí)，單邊長(zhǎng)度L約為半個(gè)波長(zhǎng)。此處波長(zhǎng)λ是指天線工作時(shí)輻射于自由空間中的電磁波的波長(zhǎng)。
[0018]接地板30位于介質(zhì)基板20的下表面，即金屬貼片10所在面的相反面，通常采用貼片或光刻腐蝕制作，并且尺寸與介質(zhì)基板20相同；接地板30的形狀通常為矩形，包括正方形和長(zhǎng)方形。
[0019]介質(zhì)基板20的厚度、介電常數(shù)與大小尺寸根據(jù)天線性能參數(shù)需要而確定，以期達(dá)到最佳諧振效果。介質(zhì)基板20的作用是將金屬貼片10和介質(zhì)基板20分開，形成一個(gè)上下為電壁，四周為磁壁的空腔諧振器。
[0020]pcb基板40與介質(zhì)基板20通過(guò)接地板30隔開,并且金屬貼片10、介質(zhì)基板20、接地板30層壓形成的綜合體粘貼在pcb基板的上表面。
[0021]混合電橋饋電單元置于所述的pcb基板40的下表面，即介質(zhì)基板20所在面的相反面，其中包括:混合電橋饋電芯片50、饋電探針60、接地電路和孤立端口電路70，分別焊接在pcb板40的下表面上。混合電橋饋電芯片50的兩個(gè)輸出端口分別與兩個(gè)饋電探針焊接在一起。混合電橋芯片50的擺放位置呈Φ=45°，以便于通過(guò)饋電探針產(chǎn)生相位偏移；同時(shí)兩個(gè)饋電探針穿過(guò)pcb基板40、接地板30、介質(zhì)基板20,與金屬貼片10相連并焊接,形成饋電。饋電探針60的所在位置也與混合電橋芯片50的擺放位置類似，從而幫助形成輻射波形90°的相位偏移。
[0022]射頻饋電信號(hào)線的內(nèi)導(dǎo)體與混合電橋饋電芯片50的輸入端口連接，接地電路和孤立端口電路70與電橋饋電芯片50的孤立接口相連。
[0023]在以上的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是以上描述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來(lái)實(shí)施，因此本發(fā)明不受上面公開的具體實(shí)施的限制。同時(shí)任何熟悉本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例。凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，由上至下依次包括:金屬貼片、介質(zhì)基板、接地板、PCb基板和混合電橋饋電單元，所述部件以層壓粘貼的方式集中為一體，其中，所述金屬貼片置于所述的介質(zhì)基板的上表面，并且尺寸小于介質(zhì)基板尺寸，所述接地板置于介質(zhì)基板的下表面，并且尺寸與介質(zhì)基板相同，所述的混合電橋饋電單元置于所述的PCb基板的下表面，其中包括混合電橋饋電芯片、饋電探針和接地電路及孤立端口電路，射頻信號(hào)輸入饋線的內(nèi)導(dǎo)體與所述的混合電橋饋電芯片的輸入端口連接，混合電橋饋電芯片的兩個(gè)輸出端口分別連接兩個(gè)饋電探針穿過(guò)所述Pcb基板與介質(zhì)基板，并與介質(zhì)基板上表面的金屬貼片相連接，兩個(gè)饋電探針?biāo)谖恢檬馆椛洳ㄐ卧诒Ａ籀?0°的同時(shí)產(chǎn)生Φ=90°的相位偏移。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述介質(zhì)基板單元為玻纖織布、陶瓷填充聚四氟乙烯(PTFE)復(fù)合材料板，介電常數(shù)在2.2-10.6之間，所述介質(zhì)基板介電常數(shù)、尺寸、厚度根據(jù)頻率、頻寬、增益需要經(jīng)過(guò)仿真設(shè)計(jì)而確定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述金屬貼片為矩形，金屬貼片尺寸根據(jù)應(yīng)用需要經(jīng)過(guò)仿真設(shè)計(jì)而確定。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述接地板為一塊貼片或光刻腐蝕制成的金屬板，表面設(shè)有兩個(gè)開槽，大于圓形探針直徑，以便于兩個(gè)饋電探針貫穿至金屬貼片的槽位。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述pcb基板單元為常見印刷電路板材料，用于起到對(duì)混合電橋饋電單元和介質(zhì)基板的固定、保護(hù)及隔離作用。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述混合電橋饋電芯片是一枚表面貼裝的3dB 90°混合電橋芯片，在所述pcb基板上安裝位置為Φ=45°，以便于通過(guò)饋電探針幫助產(chǎn)生波形相位偏移。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙饋點(diǎn)圓極化微帶天線，其特征在于，所述天線主要應(yīng)用于無(wú)線射頻識(shí)別領(lǐng)域(RFID)，尤其適合超高頻840-845ΜΗΖ及920_925ΜΗζ頻段。
【文檔編號(hào)】H01Q1/50GK104300214SQ201410415568
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年8月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月22日
【發(fā)明者】陳昊 申請(qǐng)人:江蘇本能科技有限公司