基于互補開口諧振環的低剖面天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于互補開口諧振環的低剖面天線。它包括上層金屬圓盤、中層貼片、下層接地板、同軸饋線；金屬接地板上中心開有圓形開槽，圓形開槽兩側分別開有右弓字形開槽和左弓字形開槽，中層貼片設有外圓環、內圓環和中心圓，外圓環、內圓環和中心圓三者用通過軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤與中層貼片的中心圓通過同軸饋線相連。本發明具有方向性強、輻射特性好、頻段低、質量輕、制作方便及易于集成等優點。
【專利說明】基于互補開口諧振環的低剖面天線【技術領域】
[0001]本發明涉及天線，尤其涉及一種基于互補開口諧振環的低剖面天線。
【背景技術】
[0002]天線是所有無線通信系統不可或缺的部分，承擔著將發射機發出的信號轉化成電磁波的形式以向空間傳播，或將自由空間中的電磁信號傳化成高頻信號以供接收機接收，從而實現無線通信的空間信號交換過程。隨著無線通信技術的不斷發展，硬件研發條件的不斷進步，為了更好地實現無線信號的傳輸，對天線的性能上也提出了更高的要求，在當今無線通信設備廣泛應用的大環境下，天線的重要性更是與日俱增，各種天線技術的研究和更高的技術指標的要求使得天線技術迎來了又一個發展的重大機遇。
[0003]很多年來，開口諧振環結構和互補開口諧振環結構在超材料設計中被當作晶格使用。最重要的應用之一是微波集成電路的設計，另外還有小型天線、人工磁導體的設計以及陷波濾波器在超寬帶天線中的實現等。這些應用都使得其很多性能特征備受關注。隨著這種結構在天線設計中的應用，它的缺陷也逐漸被發現，尤其是在工程應用中。例如，滿足條件的帶寬很窄，導致可實現的增益值受限制，且制作過程也很繁瑣。因此，合理使用它的結構，對其進行優化，實現期 望的性能特征意義重大。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種基于互補開口諧振環的低剖面天線。
[0005]基于互補開口諧振環的低剖面天線包括上層金屬圓盤、中層貼片、下層接地板、同軸饋線；金屬接地板上中心開有圓形開槽，圓形開槽兩側分別開有右弓字形開槽和左弓字形開槽，中層貼片設有外圓環、內圓環和中心圓，外圓環、內圓環和中心圓三者用通過軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤與中層貼片的中心圓通過同軸饋線相連。
[0006]所述的上層金屬圓盤的半徑為15mm~20mm,與中層貼片的距離為5mnT7mm。所述的中層貼片的外圓環的半徑分別為80mm~82mm,69mm~71mm,內圓環的半徑分別為52mm~54mm, 44mm~46mm,兩圓環的寬度均為中心圓半徑為27mm~29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。所述的下層接地板半徑為150mm~155mm,與中層貼片的距離為50mnT55mm。所述的同軸饋線內芯半徑為0.7mm~Imm,外圍為聚四氟乙烯材料,外半徑為
1.4mm~1.6mm,其長度均為60mm~65mm。
[0007]所述的圓形開槽的半徑為66mm~68mm。所述的右弓字形開槽和左弓字形開槽均與圓形開槽相連，其尺寸參數相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數第二筆外長度均為30mm~32mm,倒數第二筆的長度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長度均為24mnT26mm,最后一筆長度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm~10mm。
[0008]本發明的基于互補開口諧振環的低剖面天線具有方向性強、輻射特性好、頻段低、質量輕、制作方便及易于集成等優點。【專利附圖】
【附圖說明】
[0009]圖1是基于互補開口諧振環的低剖面天線的正面結構示意圖；
圖2是基于互補開口諧振環的低剖面天線的金屬接地板結構示意圖；
圖3是基于互補開口諧振環的低剖面天線的回波損耗圖；
圖4是基于互補開口諧振環的低剖面天線在300MHz時的E面輻射方向圖；
圖5是基于互補開口諧振環的低剖面天線在300MHz時的H面輻射方向圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖f 2所示，基于互補開口諧振環的低剖面天線包括上層金屬圓盤1、中層貼片
2、下層接地板3、同軸饋線4 ;金屬接地板3上中心開有圓形開槽5，圓形開槽5兩側分別開有右弓字形開槽6和左弓字形開槽7，中層貼片2設有外圓環、內圓環和中心圓，外圓環、內圓環和中心圓三者用通過軸心的矩形條相連，上層金屬圓盤I與中層貼片2的中心圓通過同軸饋線4相連。金屬圓盤1、中層貼片2、下層接地板3同軸上、中、下放置。
[0011]所述的上層金屬圓盤I的半徑為15mm?20mm,與中層貼片2的距離為5mnT7mm。所述的中層貼片2的外圓環的半徑分別為80mm?82mm, 69mm?71mm,內圓環的半徑分別為52mm?54mm, 44mm?46mm,兩圓環的寬度均為中心圓半徑為27mm?29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。所述的下層接地板3半徑為150mm?155mm,與中層貼片2的距離為50mnT55mm。所述的同軸饋線4內芯半徑為0.7mm?Imm,夕卜圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm?1.6mm,其長度均為BOmm?65mm。所述的圓形開槽5的半徑為66mm?68mm。所述的右弓字形開槽6和左弓字形開槽7均與圓形開槽5相連，其尺寸參數相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數第二筆外長度均為30mm?32mm,倒數第二筆的長度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長度均為24mnT26mm,最后一筆長度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm?10mnin
[0012]實施例1
上層金屬圓盤的半徑為15mm，與中層貼片的距離為5mm。中層貼片的外圓環的半徑分別為80mm, 69mm,內圓環的半徑分別為52mm, 44mm,兩圓環的寬度均為8mm,中心圓半徑為27mm,連接三者的矩形條寬度為8mm。下層接地板半徑為150mm,與中層貼片的距離為50mm。同軸饋線內芯半徑為0.7mm,夕卜圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm,其長度均為60mm。圓形開槽的半徑為66_。右弓字形開槽和左弓字形開槽均與圓形開槽相連，其尺寸參數相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數第二筆外長度均為30mm，倒數第二筆的長度為19mm，豎畫除最后一筆外長度均為24mm,最后一筆長度為15mm,槽的寬度均為8mm。基于互補開口諧振環的低剖面天線的各項性能指標采用CST軟件進行測試分析，所得的回波損耗曲線如附圖3所示，由圖可見，-1OdB以下的工作頻段為298MHz?301MHz。圖4所示為天線在299.7MHz時的E面方向圖，由圖可見，在頻率為299.7MHz時，增益為6.1dBi，半功率波瓣寬度為58°。圖5所示為天線在299.7MHz時的H面方向圖，由圖可見，在頻率為299.7MHz時，增益為6.3dBi，半功率波瓣寬度為107。。
【權利要求】
1.一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于包括上層金屬圓盤(I)、中層貼片(2)、下層接地板(3)、同軸饋線(4);金屬接地板(3)上中心開有圓形開槽(5)，圓形開槽(5)兩側分別開有右弓字形開槽(6)和左弓字形開槽(7)，中層貼片(2)設有外圓環、內圓環和中心圓，外圓環、內圓環和中心圓三者用通過軸心的矩形條相連,上層金屬圓盤(I)與中層貼片(2)的中心圓通過同軸饋線(4)相連。
2.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的上層金屬圓盤(I)的半徑為15mm?20mm,與中層貼片(2)的距離為5mnT7mm。
3.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的中層貼片(2)的外圓環的半徑分別為80mm?82mm,69mm?71mm,內圓環的半徑分別為52mm?54mm, 44mm?46mm,兩圓環的寬度均為中心圓半徑為27mm?29mm,連接三者的矩形條寬度為8mnT9mm。
4.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的下層接地板(3)半徑為150mm?155mm,與中層貼片(2)的距離為50mnT55mm。
5.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的同軸饋線(4)內芯半徑為0.7mm?Imm,外圍為聚四氟乙烯材料,夕卜半徑為1.4mm?1.6mm,其長度均為60mm?65mm。
6.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的圓形開槽(5)的半徑為66mm?68mm。
7.根據權利要求1所述的一種基于互補開口諧振環的低剖面天線，其特征在于所述的右弓字形開槽(6)和左弓字形開槽(7)均與圓形開槽(5)相連，其尺寸參數相同，按弓字的筆畫順序，其橫畫除倒數第二筆外長度均為30mm?32mm,倒數第二筆的長度為19mnT21mm,豎畫除最后一筆外長度均為24mnT26mm,最后一筆長度為15mnTl7mm,槽的寬度均為8mm?10mnin
【文檔編號】H01Q1/36GK103794847SQ201410022094
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2014年1月18日 優先權日:2014年1月18日
【發明者】李九生 申請人:中國計量學院