一种新型微带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种移动通信天线，尤其涉及一种小型的微带天线。
【背景技术】
[0002]近二十年来，无线局域网(Wireless Local Area Networks，WLAN)无线通信技术得到了迅猛发展，广泛应用并深入我们生活的各个层面，极大地改变了我们办公和学习生活的方式。天线作为无线通信系统构架中不可或缺的一部分，对整个通信系统发挥着至关重要的作用。而随着无线终端设备朝着多功能一体化、小型化与集成化的方向发展，作为无线接受与发射的天线单元，有向小型化、内置化、多频段、智能化的发展要求。
[0003]共面波导结构(简称CPW)结构是1969年由C.P.Chen教授首先提出的一种集成传输线，它由介质基片上的中心导带和中心导带同一侧的两个接地导电平面构成的，其传输的电磁波主模是准TEM波。共面波导结构具有与有源器件、无源器件连接十分方便的优点，不需要再介质基片上打孔。由于共面波导结构具有许多传统微带线所没有的优点，成为了一个重要的研究方向。
[0004]为了满足WLAN的通信需求，国内外的专家和学者开发出各种各样的微带天线，但都存在这些天线的剖面较大、成本较高、不易于制作等缺点。
【实用新型内容】
[0005]本实用新型的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种新型微带天线，该天线结构新颖，易制作，成本低廉，能够工作在WiMAX3.5GHz，且采用共面波导馈电结构，便于和微波集成电路实现集成化设计。
[0006]本实用新型的目的通过以下的技术方案实现:
[0007]—种新型微带天线，包括介质基板以及贴合在介质基板正面上的正面金属贴片；所述正面金属贴片包括第一微带贴片、第二微带贴片、第三微带贴片、第四微带贴片以及第五微带贴片;所述第二微带贴片为月牙状;第一微带贴片与第二微带贴片组成耦合馈电结构;所述第三微带贴片为圆形辐射平面，所述耦合馈电结构用于为所述第三微带贴片提供耦合馈电；第一微带贴片和第五微带贴片组成共面波导馈电结构，其中所述第五微带贴片为共面波导馈电结构的接地导电平面以及辐射平面;第四微带贴片将第三微带贴片与第五微带贴片连接起来，形成WiMAX3.5GHz的辐射。
[0008]—种新型微带天线，还包括贴合在所述介质基板背面的背面金属贴片;所述背面金属贴片包括第六微带贴片，第六微带贴片尺寸是可调的；第六微带贴片和介质基板与共面波导馈电结构形成新的谐振，形成WLAN5.2/2.45GHz和WiMAX2.5GHz的辐射，从而具有双频特性。
[0009]优选的，所述共面波导馈电结构中的第一微带贴片构成其中心导带结构。
[0010]优选的，所述介质基板为FR4基板，介电常数为4.4，介电损耗为0.02。
[0011]优选的，所述耦合馈电结构，采用这种结构能对第三微带贴片形成较好的耦合馈电。
[0012]优选的，所述耦合馈电结构的第一和第二微带贴片的尺寸和形状决定了天线的谐振频率和频率的匹配效果，可以通过调节第一微带贴片的大小，实现WLAN5.2GHz的阻抗匹配。
[0013]优选的，所述共面波导馈电结构的接地导电平面为圆形缝隙结构，圆形缝隙的半径大小决定了天线的谐振频率和频率的匹配效果。
[0014]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点和有益效果:本实用新型结构新颖、尺寸较小、易制作、能较好在WiMAX3.5GHz通信；通过增加背面的金属贴片，可以同时实现WLAN5.2/2.45GHz和WiMAX2.5GHz频段的通信，同时在WiMAX2.5GHz附近的增益较高。
【附图说明】
[0015]图1是本实用新型微带天线正面结构示意图；
[0016]图2是本实用新型微带天线背面结构示意图；
[0017]图3是本实用新型微带天线散射参数图；
[0018]图4是本实用新型微带天线辐射方向图；
[0019]图5是本实用新型微带天线增益曲线图。
【具体实施方式】
[0020]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0021]实施例1
[0022]如图1所示，本实施例所述新型微带天线包括第一微带贴片、第二微带贴片、第三微带贴片、第四微带贴片、第五微带贴片、第六微带贴片，第一微带贴片和第五微带贴片组成共面波导馈电结构，第一微带贴片和第二微带贴片组成耦合馈电结构，对圆形的第三微带贴片进行耦合馈电。
[0023]其中第二微带贴片为月牙状;该月牙状一面呈突起的圆弧状，另一面呈内凹的圆弧状;并且所述月牙状呈中间宽、上下两端逐渐变细，同时，第二微带贴片的内凹圆弧与第三微带贴片同心设置。
[0024]如图1所示，本实施例所述新型微带天线为一种基于微带贴片与共面波导馈电结构的微带天线，共面波导馈电结构中的第一微带贴片构成其中心导带结构，第五微带贴片为共面波导馈电结构的接地导电平面以及辐射平面，第五微带贴片通过第四微带贴片与第三微带贴片相连，形成WiMAX3.5GHz的辐射，尺寸紧凑，结构简单，易制作，成本低。
[0025]如图1所示，第一微带贴片和第二微带贴片组成耦合馈电结构，耦合馈电结构的第一和第二微带贴片的尺寸和形状决定了天线的谐振频率和频率的匹配效果，耦合馈电结构可以通过调节第一微带贴片的大小，实现WiMAX3.5GHz的阻抗匹配，同时采用这种结构能对第三微带贴片形成较好的耦合馈电。
[0026]如图1所示，第五微带贴片为共面波导馈电结构的接地导电平面以及辐射平面，共面波导馈电结构的接地导电平面为圆形缝隙结构，圆形缝隙的半径大小决定了天线的谐振频率和频率的匹配效果。
[0027]实施例2
[0028]本实施例除下述特征外其他结构同实施例1:
[0029]如图1所示，本实施例所述天线在介质基板背面增加了背面金属贴片，背面金属贴片包括第六微带贴片，所述第六微带贴片的尺寸可调，用于实现WLAN5.2/2.45GHz和WiMAX2.5GHz 的辐射。
[0030]本实施例通过第六微带贴片和介质基板与共面波导馈电结构形成新的谐振，从而具有双频特性。现有的双频微带天线大都存在尺寸较大，增益不好等问题，本实用新型通过增加介质基板的背面金属贴片，可以同时实现WLAN2.45/5.2GHz和WiMAX2.5GHz频段的通信，并且在WiMAX2.5GHz有较高的增益，结构紧凑，天线尺寸小。
[0031]如图3所示，图3是新型微带天线的散射参数图。一般认为S11在-10dB以下天线可以在相应的频段正常工作。新型微带天线在2.45GHz, 2.5GHz和5.2GHz的频率处有SI 1小于-10dB，从而可以实现WLAN/WiMAX双频段的特性。
[0032]如图4所示，图4是新型微带天线的辐射方向图，天线的辐射方向图为8字形，具有较好的全向性。
[0033]如图5所示，，图5是新型微带天线的增益曲线图，天线在2.45GHz、2.5GHz的频段内增益较高，在5.2GHz的频段内增益一般。
[0034]上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种新型微带天线，包括介质基板以及贴合在介质基板正面上的正面金属贴片；其特征在于，所述正面金属贴片包括第一微带贴片、第二微带贴片、第三微带贴片、第四微带贴片以及第五微带贴片;所述第二微带贴片为月牙状;第一微带贴片与第二微带贴片组成耦合馈电结构;所述第三微带贴片为圆形辐射平面，所述耦合馈电结构用于为所述第三微带贴片提供耦合馈电；第一微带贴片和第五微带贴片组成共面波导馈电结构，其中所述第五微带贴片为共面波导馈电结构的接地导电平面以及辐射平面;第四微带贴片将第三微带贴片与第五微带贴片连接起来，形成WiMAX3.5GHz的辐射。2.根据权利要求1所述的新型微带天线，其特征在于，还包括贴合在所述介质基板背面的背面金属贴片;所述背面金属贴片包括第六微带贴片。3.根据权利要求2所述的新型微带天线，其特征在于，所述第六微带贴片和所述介质基板与所述共面波导馈电结构形成新的谐振，形成WLAN5.2/2.45GHz和WiMAX2.5GHz的辐射，从而具有双频特性。4.根据权利要求3所述的新型微带天线，其特征在于，所述第六微带贴片尺寸是可调的。5.根据权利要求1所述的新型微带天线，其特征在于，所述共面波导馈电结构的接地导电平面为圆形缝隙结构。6.根据权利要求1所述的新型微带天线，其特征在于，所述共面波导馈电结构中的第一微带贴片构成其中心导带结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种新型微带天线，包括正面金属贴片、背面金属贴片和介质基板，正面金属贴片和背面金属贴片分布在介质基板两侧。此微带天线采用共面波导馈电结构，FR4基板，介电常数为4.4，介电损耗为0.02，微带天线通过在介质基板正面金属贴片产生WiMAX3.5GHz的辐射。天线的带宽较宽，天线的方向图E面为类“8”字形方向图，H面为全向方向图，具有较好的全向辐射特性。本实用新型实现了WLAN天线的小型化，在工作带宽有较好的全面辐射特性和较高的增益。适用于WLAN2.45/5.2GHz以及WiMAX3.5/2.5GHz。
【IPC分类】H01Q1/48, H01Q5/10, H01Q1/38, H01Q5/20, H01Q5/307, H01Q1/50
【公开号】CN205122771
【申请号】CN201520968021
【发明人】唐雨竹, 马文英, 魏耀华, 彭娜
【申请人】成都信息工程大学
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月30日