一种宽带单极子微带天线的利记博彩app
【技术领域】
[0001] 本发明涉及天线技术领域，更具体地，涉及一种可用于WLAN无线通信中的宽带单 极子微带天线。
【背景技术】
[0002] 天线是无线通信中的一个重要组成部分，天线性能的好坏直接影响到整个通信系 统的正常运行。单极子微带天线具有体积小，低剖面、低成本、易于制造、高增益和全方向 辐射等特点，因此在近二十年得到了广泛的研究和发展。然而，随着无线通信技术的不断 发展，通信系统不仅要求高质量的传输语音、数据和图像信息，同时还要求通信系统宽带化 而传统单极子微带天线阻抗带宽较窄，从而限制了其在通信系统中的应用，因此如何拓展 天线带宽成为当前研究的一个热点。现有文献关于提高带宽提出了一些方法，比如增加介 质厚度和降低基片介电常数等，但这些方法会使得天线辐射方向图恶化并且激发一些高次 模。因此迫切需要寻找一种新的方法来增加天线带宽。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于克服现有单极子微带天线带宽窄的特点，提出一种宽带单极子 微带天线，该天线能够激发出4个谐振点并工作在TMffi模式下，从而改善天线的工作 性能和拓展其应用范畴。
[0004] 为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0005] -种宽带单极子微带天线，包括介质基板，圆形辐射贴片，寄生圆环辐射贴片，金 属接地板和同轴线，所述圆形辐射贴片、寄生圆环辐射贴片印制在介质基板上表面；所述金 属接地板设置在介质基板下表面，与介质基板底端连接，所述介质基板上开设有馈电孔；
[0006] 所述圆形辐射贴片的圆心处开设有圆孔，金属接地板设开设有金属接地板孔，所 述圆形辐射贴片的圆心、寄生圆环辐射贴片的圆心、金属接地板孔和介质基板上的馈电孔 位于同一直线上，通过同轴线进行连接实现天线同轴馈电；
[0007] 所述圆形辐射贴片的半径小于寄生圆环辐射贴片的内侧半径；
[0008] 所述圆形辐射贴片上还设有第一短路孔，所述第一短路孔均匀分布在半径为r'的 圆周上，与该第一短路孔位置对应的介质基板上开设有对应的第二短路孔，短路钉穿过第 一、二短路孔将圆形辐射贴片、介质基板与金属接地板连接起来；
[0009] 所述寄生圆环辐射贴片上还设有第三短路孔，所述第三短路孔均匀分布在半径为 R'的圆周上，与该第三短路孔位置对应的介质基板上开设有对应的第四短路孔，短路钉穿 过第三、四短路孔将寄生圆环辐射贴片、介质基板与金属接地板连接起来。
[0010] 在上述技术方案中，带短路孔辐射单元（圆形辐射贴片，寄生圆环辐射贴片）能够 产生2个工作模式（TM。^TMJ和4个谐振频率。
[0011] 进一步地，所述介质基板的形状为圆形且厚度均匀，其介质基板的圆心处为馈电 孔。
[0012] 进一步地，所述金属接地板形状为圆形，且金属接地板直径与介质基板直径相同。
[0013] 进一步地，所述寄生圆环辐射贴片的宽度为R1 = 13~13. 5mm，第三短路孔位置为 距离寄生圆环福射贴片内侧为b= 5. 8~6mm处。
[0014] 与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：
[0015] 1.本发明采用在辐射贴片（圆形辐射贴片，寄生圆环辐射贴片）上开短路孔，从而 天线辐射地板上的分布电感发生变化，使得天线激发了新的谐振模式TMm，因此有效的增加 了天线带宽。
[0016] 2.本发明在现有圆形辐射贴片上加入新的带短路孔的寄生圆环辐射贴片，改了天 线电容分布，从而激励出了新的谐振模式TMm，拓展了天线频带。
[0017] 3.本发明是在现有单极子微带天线基础上通过增加谐振点方式增加带宽，且不改 变天线的全方向性辐射模型。
[0018] 4.本发明的单极子微带天线结构简单，体积较小，低剖面和易于加工，具有实际的 应用价值。
【附图说明】
[0019]图1是本发明的单极子微带天线整体结构剖面图。
[0020] 图2是本发明的上表面结构示意图。
[0021] 图3是本发明的下表面结构示意图。
[0022] 图4是本发明的天线发射系数Sn仿真结果图。
[0023] 图5是本发明在频率5. 8GHz时的E面辐射方向图。
[0024] 图6是本发明在频率5. 8GHz时的H面辐射方向图。
【具体实施方式】
[0025] 下面将结合附图，对本发明的优先实例技术方案做进一步的说明。
[0026] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发 明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
[0027]图1是本发明的单极子微带天线整体结构剖面图，图2是本发明的上表面结构示 意图，图3是本发明的下表面结构示意图，参考图1、2和3,本发明的宽带单极子微带天线， 包括介质基板1，圆形辐射贴片2,寄生圆环辐射贴片3,金属接地板4和同轴线5,所述圆形 辐射贴片2、寄生圆环辐射贴片3印制在介质基板1上表面；所述金属接地板4设置在介质 基板1下表面，与介质基板1底端连接，所述介质基板1上开设有馈电孔；
[0028] 所述圆形辐射贴片2的圆心处开设有圆孔，金属接地板4设开设有金属接地板孔， 所述圆形辐射贴片2的圆心、寄生圆环辐射贴片3的圆心、金属接地板孔和介质基板1上的 馈电孔位于同一直线上，通过同轴线5进行连接实现天线同轴馈电；
[0029] 所述圆形辐射贴片2的半径小于寄生圆环辐射贴片3的内侧半径；
[0030] 所述圆形辐射贴片2上还设有第一短路孔，所述第一短路孔均匀分布在半径为r 的圆周上，与该第一短路孔位置对应的介质基板1上开设有对应的第二短路孔，短路钉穿 过第一、二短路孔将圆形辐射贴片2、介质基板1与金属接地板4连接起来；
[0031] 所述寄生圆环辐射贴片3上还设有第三短路孔，所述第三短路孔均匀分布在半径 为R的圆周上，与该第三短路孔位置对应的介质基板1上开设有对应的第四短路孔，短路钉 穿过第三、四短路孔将寄生圆环辐射贴片3、介质基板1与金属接地板4连接起来。
[0032] 在本实施例中，所述介质基板1的形状为圆形且厚度均匀，其介质基板1的圆心处 为馈电孔；且所述金属接地板4形状为圆形，且金属接地板4直径与介质基板1直径相同。
[0033] 上述带短路孔的圆形辐射贴片2的半径为Rp= 18mm，其中的短路孔大小为直径r =0. 8mm，短路孔位置为与圆形福射贴片2圆点距离a= 12. 7~12. 8mm。
[0034] 所述带短路孔的寄生辐射圆环贴片3中的寄生圆环宽度为R1 = 13~13. 5mm，短 路孔径为r= 0. 8mm，其中第三短路孔位置为距离寄生辐射圆环贴片3内侧b= 5. 8~6mm。 所述寄生辐射圆环贴片3与圆形辐射贴片2之间宽度为w= 3mm。
[0035] 上述圆形辐射贴片2上短路孔数量N= 11，寄生辐射圆环贴片3上短路孔数量M =32 ~36〇
[0036] 在本实施例中，所述介质基板1为FR4环氧树脂材料，相对介电常数为￡,=2. 65， 厚度为h= 1. 5mm，半径Rg= 60mm，其中心位置设有馈电孔，孔径大小为1. 27mm。
[0037] 本发明采用电磁仿真软件ANSYSHFSS15.0进行仿真实验，实验结果表明天线的 各项参数对谐振频率和阻抗匹配有着很大的影响。通过HFSS对天线进行参数优化，得到天 线的最佳尺寸参数如表1所示。
[0038] 表1本发明所述单极子微带天线最佳尺寸参数表
[0039]
[0040]
[0041] 根据以上的各项最佳优化参数，通过HFSS仿真得到天线的反射系数Sn曲线图和 在5. 8GHz上的辐射方向图。
[0042]图4是本发明所述的单极子微带天线发射系数Sn仿真结果图。从图中可以看出， 天线产生了 4个谐振频率，分别为4. 53GHz、4. 87GHz、5. 89GHz和6. 56GHz。该天线的工作 频率范围是4. 53GHz~6. 56GHz，相对带宽为36. 6%。图5是本发明在频率5. 85GHz时的 E面辐射方向图，图6是本发明在频率5. 85GHz时的H面辐射方向图。
[0043] 上述说明示出并描述了本发明的优选实例，但如前所述，应当理解本发明并非局 限于本文所披露的天线尺寸和形式，不应看作是对其他实施例的排除。而本领域人员所进 行的对本发明所述单极子微带天线的辐射单元尺寸、短路孔数目和介质基板厚度的改变及 变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
【主权项】
1. 一种宽带单极子微带天线，其特征在于，包括介质基板（I)，圆形辐射贴片（2)，寄生 圆环辐射贴片（3)，金属接地板（4)和同轴线（5)，所述圆形辐射贴片（2)、寄生圆环辐射贴 片（3)印制在介质基板（1)上表面；所述金属接地板（4)设置在介质基板（1)下表面，与介 质基板（1)底端连接，所述介质基板（1)上开设有馈电孔； 所述圆形辐射贴片（2)的圆心处开设有圆孔，金属接地板（4)设开设有金属接地板孔， 所述圆形辐射贴片（2)的圆心、寄生圆环辐射贴片（3)的圆心、金属接地板孔和介质基板 (1)上的馈电孔位于同一直线上，通过同轴线（5)进行连接实现天线同轴馈电； 所述圆形辐射贴片（2)的半径小于寄生圆环辐射贴片（3)的内侧半径； 所述圆形辐射贴片（2)上还设有第一短路孔，所述第一短路孔均匀分布在半径为r'的 圆周上，与该第一短路孔位置对应的介质基板（1)上开设有对应的第二短路孔，短路钉穿过 第一、二短路孔将圆形辐射贴片（2)、介质基板（1)与金属接地板（4)连接起来； 所述寄生圆环辐射贴片（3)上还设有第三短路孔，所述第三短路孔均匀分布在半径为R'的圆周上，与该第三短路孔位置对应的介质基板（1)上开设有对应的第四短路孔，短路钉 穿过第三、四短路孔将寄生圆环辐射贴片（3)、介质基板（1)与金属接地板（4)连接起来。2. 根据权利要求1所述的宽带单极子微带天线，其特征在于，所述介质基板（1)的形状 为圆形且厚度均匀，其介质基板（1)的圆心处为馈电孔。3. 根据权利要求2所述的宽带单极子微带天线，其特征在于，所述金属接地板（4)形状 为圆形，且金属接地板（4)直径与介质基板（1)直径相同。4. 根据权利要求1所述的宽带单极子微带天线，其特征在于，所述寄生圆环辐射贴 片（3)的宽度为见=13~13. 5mm，第三短路孔位置为距离寄生圆环辐射贴片（3)内侧为 A=5. 8~6mm处D
【专利摘要】本发明公开一种宽带单极子微带天线，包括介质基板，圆形辐射贴片，寄生圆环辐射贴片，金属接地板和同轴线，所述圆形辐射贴片、寄生圆环辐射贴片印制在介质基板上表面；所述金属接地板设置在介质基板下表面，与介质基板底端连接，所述介质基板上开设有馈电孔；带短路孔辐射单元（圆形辐射贴片，寄生圆环辐射贴片）能够产生2个工作模式（TM01和TM02）和4个谐振频率，有效的增加了天线带宽。短路孔的引入使得天线的等效电感发生变化并产生TM01模式。且加入新的带短路孔的寄生圆环辐射贴片，改变天线的电容分布，从而激励出了新的谐振模式TM02，拓展了天线频带。
【IPC分类】H01Q1/38, H01Q1/50, H01Q1/48
【公开号】CN105186116
【申请号】CN201510424400
【发明人】温斌, 刘菊华
【申请人】广东顺德中山大学卡内基梅隆大学国际联合研究院, 中山大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年7月16日