本發(fā)明涉及天線的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種基于加載諧振器的三頻微帶縫隙天線。

背景技術(shù)：

隨著近年來(lái)無(wú)線通信的高速發(fā)展，天線的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)天線的性能要求也越來(lái)越高。天線，作為通信系統(tǒng)中不可或缺的一部分，發(fā)揮著發(fā)射和接收射頻信號(hào)的重要作用?，F(xiàn)今的通信系統(tǒng)要求天線輻射性能的同時(shí)，還要求體積小，重量輕，成本低，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等等特性。為了實(shí)現(xiàn)天線的多頻工作，一種方式是設(shè)計(jì)一款超寬帶天線來(lái)覆蓋所有的通帶，然后對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波來(lái)獲得所需信息，但是這種設(shè)計(jì)不可避免的會(huì)降低通信的信噪比，降低通信質(zhì)量，增加設(shè)計(jì)成本和復(fù)雜度。另一種方法則是設(shè)計(jì)一款多頻天線，使天線僅僅工作在所需的頻段。微帶天線由于其制作成本低，易加工，低剖面，重量輕的特定而受到廣泛關(guān)注。

對(duì)于多頻微帶天線的設(shè)計(jì)，有很多種方法，例如使用高次?；蛘吆?jiǎn)并模來(lái)獲得多頻特性或者增加寄生輻射單元。但是前者一般只能設(shè)計(jì)出雙頻天線，后者則會(huì)使天線的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，并且明顯增大天線體積。

對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行調(diào)查了解，如下

2017年sabersoltani等人在ieeeantennasandwirelesspropagationletters上發(fā)表了題為“adual-bandmultiportmimoslotantennaforwlanapplications”，文中作者通過在微帶板地板上蝕刻多縫隙結(jié)構(gòu)來(lái)時(shí)先雙頻效果，但是該天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜并且調(diào)諧過程復(fù)雜。

2017年，chow-yen-desmondsim等人在ieeeantennasandwirelesspropagationletters上發(fā)表了題為“verysmall-sizeuniplanarprintedmonopoleantennafordual-bandwlanlaptopcomputerapplications”。文中作者通過對(duì)兩個(gè)單極子天線進(jìn)行彎折和挖槽，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)了一款雙頻小型化wlan天線。

總的來(lái)說(shuō)，現(xiàn)今關(guān)于微帶天線的研究日新月異，但是關(guān)于多頻天線仍有許多不足。針對(duì)這種背景，本文提出了一種新型的基于加載諧振器的三頻微帶縫隙天線。通過簡(jiǎn)單的控制加載諧振器的數(shù)量就可以實(shí)現(xiàn)想要的通帶數(shù)，并且保持很好的輻射方向性。該三頻微帶縫隙天線具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單自由，低剖面，易加工，低成本的特性，具有很高的應(yīng)用價(jià)值。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺點(diǎn)，提出了一種基于加載諧振器的三頻微帶縫隙天線，能夠?qū)崿F(xiàn)很好的輻射特性，滿足多頻工作的要求，具有設(shè)計(jì)靈活、低剖面、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種基于加載諧振器的三頻微帶縫隙天線，包括介質(zhì)基板及制作于該介質(zhì)基板上的輸入端口、第一加載諧振器、第二加載諧振器及開有縫隙的地板，其中，所述第一加載諧振器和第二加載諧振器分別加載在地板的縫隙上來(lái)獲得三頻輻射特性，所述輸入端口的饋線直接加載在縫隙上來(lái)激勵(lì)縫隙。

所述第一加載諧振器和第二加載諧振器均采用折彎結(jié)構(gòu)來(lái)減小尺寸。

所述縫隙為矩形縫隙。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、通過在傳統(tǒng)縫隙天線上加載諧振器，實(shí)現(xiàn)了微帶縫隙天線的多頻工作，設(shè)計(jì)過程以及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)自由度高。

2、通過諧振器和縫隙之間的交叉耦合，能夠在增益曲線上獲得增益零點(diǎn)，降低了帶外干擾，提高了信噪比。

3、由于本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線為微帶結(jié)構(gòu)，重量輕、成本低、適合工業(yè)批量生產(chǎn)。

4、本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線的頻帶調(diào)節(jié)簡(jiǎn)單，各頻帶頻率控制自由，且各通帶均能獲得低交叉極化特性。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線的s參數(shù)的仿真結(jié)果。

圖3為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線的垂直方向上的最大增益隨頻率變化曲線。

圖4a為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線在2.4ghz處的e面和h面方向圖。

圖4b為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線在3.5ghz處的e面和h面方向圖。

圖4c為本發(fā)明的三頻微帶縫隙天線在5.2ghz處的e面和h面方向圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的說(shuō)明。

參見圖1所示，本實(shí)施例所提供的三頻微帶縫隙天線，包括介質(zhì)基板5及制作于該介質(zhì)基板5上的輸入端口1、第一加載諧振器2、第二加載諧振器3及開有矩形縫隙4的地板，所述第一加載諧振器2和第二加載諧振器3分別加載在地板的矩形縫隙4上來(lái)獲得三頻輻射特性，同時(shí)所述輸入端口1的饋線直接加載在矩形縫隙4上來(lái)激勵(lì)縫隙。此外，為了減小整體尺寸，所述第一加載諧振器2和第二加載諧振器3均進(jìn)行了適當(dāng)?shù)膹澱?。本?shí)施例設(shè)計(jì)的三頻微帶縫隙天線的三個(gè)通帶中心頻率分別為2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz，其中，縫隙諧振頻率大約為3.5ghz，第一加載諧振器2諧振頻率大約為2.4ghz，第二加載諧振器3諧振頻率大約為5.2ghz，通過仿真優(yōu)化即可得到想要的通帶。

參見圖2所示，顯示了本實(shí)施例上述三頻微帶縫隙天線的s參數(shù)仿真結(jié)果。由天線的s11可以看出，天線在2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz分別獲得了很好的阻抗匹配。

參見圖3所示，顯示了本實(shí)施例上述三頻微帶縫隙天線垂直方向上增益隨頻率變化的仿真曲線。在通帶內(nèi)，天線的最大增益分別為2.96dbi，4.60dbi和6.00dbi。并且在帶外產(chǎn)生了有限位置的輻射零點(diǎn)，減小了對(duì)雜散信號(hào)的輻射。

參見圖4a、4b、4c所示，顯示了本實(shí)施例上述三頻微帶縫隙天線分別在三個(gè)頻帶中心頻率(2.4ghz、3.5ghz、5.2ghz)處的歸一化方向圖。從圖中可以看出，天線在各個(gè)頻段均獲得了很好的全向輻射特性，并且交叉極化均低于‐15db。

以上所述實(shí)施例只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于加載諧振器的三頻微帶縫隙天線，包括介質(zhì)基板及制作于該介質(zhì)基板上的輸入端口、第一加載諧振器、第二加載諧振器及開有縫隙的地板，其中，所述第一加載諧振器和第二加載諧振器分別加載在地板的縫隙上來(lái)獲得三頻輻射特性，所述輸入端口的饋線直接加載在縫隙上來(lái)激勵(lì)縫隙。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)很好的輻射特性，滿足多頻工作的要求，具有設(shè)計(jì)靈活、低剖面、成本低等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：錢建鋒;陳付昌
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.07.03
技術(shù)公布日：2017.09.22