一種共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化微帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種微帶天線，尤其是一種寬帶圓極化微帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 電小天線在無線通信系統(tǒng)和手持通信設(shè)備中應(yīng)用廣泛。已有不少學(xué)者作了相關(guān)研 究，如Hilbert、Koch、Peno、EBG等分形結(jié)構(gòu)，但天線分形使其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，同時參數(shù)敏感 性增強，加工精度要求提高?，F(xiàn)有技術(shù)中，R.H.Chen采用C型環(huán)縫加載實現(xiàn)微帶天線小型 化，然而天線地板較大（2. 45GHz，60X60mm2)，H.Liu采用人工磁導(dǎo)體（AMC)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)小型 化，然而阻抗帶寬較窄（相對帶寬〇. 8%，A/12. 5XA/15. 6XA/47)，并且均為線極化天 線。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003] 本實用新型的目的在于提供一種電小寬帶圓極化微帶天線。
[0004] 為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化微帶天 線，包括矩形的介質(zhì)基板、設(shè)置于介質(zhì)基板上表面左下角處的L型地板、設(shè)置于介質(zhì)基板上 表面左上角和右下角的L型接地微帶條以及設(shè)置于介質(zhì)基板上表面中心處的Y型微帶饋 線；Y型微帶饋線的下端延伸至介質(zhì)基板上表面的下邊緣處形成饋電端；在Y型微帶饋線的 下端右側(cè)一體化設(shè)置有矩形調(diào)諧微帶條；在Y型微帶饋線的下端右側(cè)設(shè)有與右下角的L型 接地微帶條一體化設(shè)置的矩形地板；饋電端介于L型地板和矩形地板之間，且在饋電端左 右兩側(cè)存在等寬的條形縫隙；在L型地板與矩形地板之間沿介質(zhì)基板上表面的左側(cè)邊緣、 上側(cè)邊緣、右側(cè)邊緣以及下側(cè)邊緣連接有接地連接線，且接地連接線在介質(zhì)基板的左側(cè)邊 緣、上側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣處均設(shè)有折疊段；L型接地微帶條的兩端分別垂直于所在頂角處 的兩側(cè)邊緣，且介質(zhì)基板左側(cè)邊緣的折疊段位于左上角的L型接地微帶條與左上角構(gòu)成的 環(huán)形回路內(nèi)，介質(zhì)基板右側(cè)邊緣處的折疊段位于右下角的L型接地微帶條與右下角構(gòu)成的 環(huán)形回路內(nèi)。
[0005] 采用在介質(zhì)基板的左側(cè)邊緣、上側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣處設(shè)置折疊段，使電流沿曲折 路徑流過，從而減小天線電尺寸并保證足夠長的傳輸路徑，降低了天線軸比中心頻率，減小 了天線體積并優(yōu)化圓極化條件；采用在介質(zhì)基板上表面左上角和右下角加載L型接地微帶 條，改變地板縫隙的電流分布以實現(xiàn)圓極化輻射，保證天線的寬帶特性；采用矩形調(diào)諧微帶 條能夠增加微帶饋線和右側(cè)L型接地微帶條之間的耦合，通過調(diào)節(jié)矩形調(diào)諧微帶條的寬度 展寬輸入阻抗帶寬；采用介質(zhì)基板上表面中心處設(shè)置Y型微帶饋線，降低了天線阻抗中心 頻率，進而實現(xiàn)了小型化。
[0006] 作為本實用新型的進一步限定方案，Y型微帶饋線的右側(cè)分支長度為14_，左側(cè) 分支長度為6~9mm，左側(cè)分支和右側(cè)分支的寬度均為3. 1mm。隨著Y型微帶饋線的左側(cè) 分支長度1的增加，天線阻抗中心頻率向低頻移動，軸比在1. 65-2. 1GHz的頻帶范圍內(nèi)小 于3dB，然而軸比特性在高頻部分變差，天線軸比帶寬小于阻抗帶寬，尤其是在低頻部分，因 此，盡管天線的阻抗中心頻率還可通過增加Y型微帶饋線的左側(cè)分支長度1來繼續(xù)降低，但 軸比帶寬會進一步變窄，所以將左側(cè)分支長度1設(shè)置為9_為最優(yōu)選擇。
[0007] 作為本實用新型的進一步限定方案，矩形調(diào)諧微帶條的寬度為1. 5~2. 5mm，長度 為13_。由于矩形調(diào)諧微帶條和右側(cè)L型接地微帶條之間存在較強的耦合，矩形調(diào)諧微帶 條在調(diào)節(jié)天線阻抗的同時對軸比也有一定的影響，當(dāng)矩形調(diào)諧微帶條的寬度w大于2. 5_ 時，阻抗和軸比特性都變差，所以將矩形調(diào)諧微帶條的寬度設(shè)置為2. 5mm為最優(yōu)選擇。
[0008] 作為本實用新型的進一步限定方案，折疊段呈U形凹陷折疊，且左側(cè)邊緣和右側(cè) 邊緣處的折疊段的凹陷深度m為9~10mm，上側(cè)邊緣的折疊段的凹陷深度n為8~9mm，折 疊段使得軸比中心頻率逐漸向低頻偏移，阻抗中心頻率幾乎保持不變。然而，軸比特性對折 疊段的凹陷深度參數(shù)較為敏感：當(dāng)m大于10mm時，軸比在高頻部分（2. 15GHz)惡化劇烈；當(dāng) n大于9mm時，軸比在1. 9GHz附近惡化劇烈，所以m和n的最優(yōu)尺寸分別為10mm和9mm〇
[0009] 本實用新型的有益效果在于：（1)采用在介質(zhì)基板的左側(cè)邊緣、上側(cè)邊緣和右側(cè) 邊緣處設(shè)置折疊段，使電流沿曲折路徑流過，從而減小天線電尺寸并保證足夠長的傳輸路 徑，降低了天線軸比中心頻率，減小了天線體積并優(yōu)化圓極化條件；（2)采用在介質(zhì)基板上 表面左上角和右下角加載L型接地微帶條，改變地板縫隙的電流分布以實現(xiàn)圓極化輻射， 保證天線的寬帶特性；(3)采用矩形調(diào)諧微帶條能夠增加微帶饋線和右側(cè)L型接地微帶條 之間的耦合，通過調(diào)節(jié)矩形調(diào)諧微帶條的寬度展寬輸入阻抗帶寬；(4)采用介質(zhì)基板上表 面中心處設(shè)置Y型微帶饋線，降低了天線阻抗中心頻率，進而實現(xiàn)了小型化。
【附圖說明】
[0010] 圖1為本實用新型的天線上表面結(jié)構(gòu)不意圖；
[0011] 圖2為本實用新型的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012] 圖3為本實用新型的天線在《t= 0°時的表面電流歸一化分布示意圖；
[0013] 圖4為本實用新型的天線在《t= 90°時的表面電流歸一化分布示意圖；
[0014] 圖5為本實用新型的天線在《t= 180°時的表面電流歸一化分布示意圖；
[0015] 圖6為本實用新型的天線在cot= 270°時的表面電流歸一化分布示意圖；
[0016] 圖7為本實用新型的天線測試方向圖（1. 7GHz);
[0017] 圖8為本實用新型的天線測試方向圖（1.9GHz);
[0018] 圖9為本實用新型的天線測試方向圖（2. 1GHz);
[0019] 圖10為本實用新型的天線阻抗仿真測試圖；
[0020] 圖11為本實用新型的天線軸比仿真測試圖。
[0021] 圖中：1、折疊段，2、L型接地微帶條，3、Y型微帶饋線，4、矩形調(diào)諧微帶條，5、L型地 板，6、饋電端，7、介質(zhì)基板，8、矩形地板。
【具體實施方式】
[0022] 如圖1和2所示，本實用新型提供的一種共面波導(dǎo)饋電寬帶圓極化微帶天線，包括 矩形的介質(zhì)基板7、設(shè)置于介質(zhì)基板7上表面左下角處的L型地板5、設(shè)置于介質(zhì)基板7上 表面左上角和右下角的L型接地微帶條2以及設(shè)置于介質(zhì)基板7上表面中心處的Y型微帶 饋線3 ;Y型微帶饋線3的下端延伸至介質(zhì)基板7上表面的下邊緣處形成饋電端6;在Y型 微帶饋線3的下端右側(cè)一體化設(shè)置有矩形調(diào)諧微帶條4 ;在Y型微帶饋線3的下端右側(cè)設(shè) 有與右下角的L型接地微帶條2 -體化設(shè)置的矩形地板8 ;饋電端6介于L型地板5和矩 形地板8之間，且在饋電端6左右兩側(cè)存在等寬的條形縫隙；在L型地板5與矩形地板8之 間沿介質(zhì)基板7上表面的左側(cè)邊緣、上側(cè)邊緣、右側(cè)邊緣以及下側(cè)邊緣連接有接地連接線， 且接地連接線在介質(zhì)基板7的左側(cè)邊緣、上側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣處均設(shè)有折疊段1 ;L型接地 微帶條2的兩端分別垂直于所在頂角處的兩側(cè)邊緣，且介質(zhì)基板7左側(cè)邊緣的折疊段1位 于左上角的L型接地微帶條2與左上角構(gòu)成的環(huán)形回路內(nèi)，介質(zhì)基板7右側(cè)邊緣處的折疊 段1位于右下角的L型接地微帶條2與右下角構(gòu)成的環(huán)形回路內(nèi)。
[0023]其中，Y型微帶饋線3的右側(cè)分支長度為14mm，左側(cè)分支長度1為6~9mm，左側(cè) 分支和右側(cè)分支的寬度均為3. 1mm。矩形調(diào)諧微帶條4的寬度w為1. 5~2. 5mm，長度為 13mm。折疊段1呈U形凹陷折疊，且左側(cè)邊緣和右側(cè)邊緣處的折疊段1的凹陷深度m為9~ 10mm，上側(cè)邊緣的折疊段1的凹陷深度n為8~9mm。
[0024]介質(zhì)基板7的尺寸為60X60X 1. 6mm3,介電常數(shù)e 4. 4,損耗角正切tan5 = 0. 02 ;L型接地微帶條2、Y型微帶饋線3、矩形調(diào)諧微帶條4、L型地板5、饋