一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于天线领域，具体涉及一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线。
【背景技术】
[0002]目前在无线通信技术领域，实现多频的方法有两种:一种是利用超宽带天线将所有频段全部覆盖，但是该方法仅仅适用于多个频段相距比较近的情况，有很大的局限性；另一种方法是让系统中的天线分别独立覆盖这些频段，此方法比较常见，但是存在很多技术难点，如天线单元之间的互耦与干扰问题，且占用空间加大。所以我们希望能够在单天线上实现双频或多频，从而避免天线之间相互干扰的问题。
[0003]缺陷接地结构(Defected Ground Structure，DGS)，是微波领域新近发展的热门技术之一，它是由光子带隙结构发展而来。该结构通过在微带线等传输线接地平面上蚀刻周期性或非周期性图形，来改变接地电流的分布，从而改变传输线的频率特性，可实现激发谐振频率，抑制谐波，增加带宽等作用。缺陷接地结构在微波电路和天线设计中有着十分广泛的应用。
[0004]微带天线具有质量轻、体积小、易于制作等优点。但是普通的微带天线一般尺寸较大，频率单一、频带较窄、损耗较高。为此微带天线在降低回波损耗、增加天线带宽和减小尺寸等方面有待改进。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型目的之一在于提供一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线，本实用新型提供的三频微带天线质量轻、体积小，能有效降低回波损耗，发射较高的频段带宽，同时具有多频段特性及稳定性。
[0006]本实用新型提供的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线，包括介质基板、辐射贴片和接地板，辐射贴片和接地板沿介质基板中心线对称布置，辐射贴片位于介质基板上表面，接地板在介质基板背面下方，所述辐射贴片包括第一横矩形贴片、带有缺口的矩形环贴片、带有缺口的圆环形贴片、第一竖矩形贴片、第二竖矩形贴片、第三竖矩形贴片和第二横矩形贴片，所述接地板由横矩形板和带有圆形缺陷块的拱形板拼接而成；
[0007]第一横矩形贴片位于带有缺口的矩形环贴片正上端，带有缺口的圆环形贴片的下段缺口两端分别与第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上端相连接，带有缺口的矩形环贴片的下端缺口两端分别与第一竖矩形贴片的左侧和第二竖矩形贴片的右侧衔接，第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上部分和带有缺口的圆环形贴片位于带有缺口的矩形环贴片内侧，第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的底端与第二横矩形贴片相连，第一竖矩形贴片的左侧与第二竖矩形贴片的右侧的距离与第二横矩形贴片的长度相等，第二横矩形贴片的中上端连接第三竖矩形贴片，下端与介质基板下端重合。
[0008]进一步的，介质基板为FR4环氧板，相对介电常数ε ,为4.4，介质损耗为0.02，特性阻抗为50 Ω。
[0009]进一步的，介质基板的长L为38mm，宽W为23mm，厚为1.6mm。
[0010]进一步的，第一横矩形贴片的长LI为1臟，宽Wl为3.6mm ;带有缺口的矩形环贴片的上端的边宽L2为0.8mm，带有缺口的矩形环贴片的左端距离第一横矩形贴片左端的距离W7为7.75mm，带有缺口的矩形环贴片的左右两边的宽W6为0.5mm，带有缺口的矩形环贴片内侧的长L3为20.4mm,宽W2为18.1mm,带有缺口的矩形环贴片的下端的边宽L4为0.9mm，带有缺口的矩形环贴片的右端距离第二竖矩形贴片右侧的距离W3为7.6mm，带有缺口的矩形环贴片下端外侧距离介质基板下端的距离L6为9.2mm ;带有缺口的圆环形贴片的内半径R2为4mm，外半径Rl为5mm，圆心距离介质基板下端的距离L8为22mm ;第一竖矩形贴片的上端距离带有缺口的矩形环贴片下端内侧的距离L7为7.3mm，第二竖矩形贴片的宽W5为0.95mm，第二横矩形贴片的长Wf为3.9mm，宽Lf为3.6mm ;第三竖矩形贴片长L5为6.4mm，宽W4为1mm。
[0011]进一步的，接地板2中的横矩形板的长与介质基板的宽W长度相等为23mm，宽Lg为1.5mm ;接地板2中的拱形板的半径R4为6.8mm,;圆形缺陷块半径R3为2_，圆形缺陷块的圆心与拱形板的圆心重合，圆形缺陷块的下端距离接地板底端的距离Ld为1.5mm
[0012]本实用新型的有益效果为，该三频微带天线质量轻、体积小，能有效降低回波损耗，发射较高的频段带宽，同时具有多频段性及稳定性。
【附图说明】
[0013]图1所示为本实用新型天线正面结构示意图。
[0014]图2所示为本实用新型天线背面结构示意图。
[0015]图3所示为本实用新型天线正面各项参数示意图。
[0016]图4所示为本实用新型天线背面各项参数示意图。
[0017]图5所示为本实用新型天线的回波损耗特征曲线图。
[0018]图6所示为本实用新型天线在2.45GHz时在E平面的辐射方向图。
[0019]图7所示为本实用新型天线在2.45GHz时在H平面的辐射方向图。
[0020]图8所示为本实用新型天线在3.5GHz时在E平面的辐射方向图。
[0021]图9所示为本实用新型天线在3.5GHz时在H平面的辐射方向图。
[0022]图10所示为本实用新型天线在5.5GHz时在E平面的辐射方向图。
[0023]图11所示为本实用新型天线在5.5GHz时在H平面的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0024]下文将结合具体实施例详细描述本实用新型。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。
[0025]图1所示为本实用新型天线正面结构示意图。
[0026]图2所示为本实用新型天线背面结构示意图。
[0027]如图1和图2所示，本实用新型提供的一种基于缺陷地结构外框为矩形状的三频微带天线，包括介质基板1、辐射贴片和接地板2，辐射贴片和接地板2沿介质基板中心线对称布置，辐射贴片位于介质基板I上表面，接地板2在介质基板I背面下方，所述辐射贴片包括第一横矩形贴片3、带有缺口的矩形环贴片4、带有缺口的圆环形贴片5、第一竖矩形贴片6、第二竖矩形贴片7、第三竖矩形贴片8和第二横矩形贴片9，所述接地板2由横矩形板和带有圆形缺陷块10的拱形板拼接而成；
[0028]第一横矩形贴片3位于带有缺口的矩形环贴片正上端，带有缺口的圆环形贴片的下段缺口两端分别与第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上端相连接，带有缺口的矩形环贴片的下端缺口两端分别与第一竖矩形贴片的左侧和第二竖矩形贴片的右侧衔接，第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的上部分和带有缺口的圆环形贴片位于带有缺口的矩形环贴片内侧，第一竖矩形贴片和第二竖矩形贴片的底端与第二横矩形贴片相连，第一竖矩形贴片的左侧与第二竖矩形贴片的右侧的距离与第二横矩形贴片的长度相等，第二横矩形贴片的中上端连接第三竖矩形贴片，下端与介质基板下端重合。
[0029]介质基板I为FR4环氧板，相对介电常数Sr= 4.4，介质损耗为0.02，馈电方式为微带线馈电，特性阻抗为50 Ω。
[0030]缺陷地结构可以激发和改善谐振频率，增加阻抗带宽。本实用新型的缺陷地结构是通过在接地板的合适位置蚀刻由横矩形和等边三角形组成的