一種基于缺陷地結構外框為矩形狀的三頻微帶天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于天線領域，具體涉及一種基于缺陷地結構外框為矩形狀的三頻微帶天線。
【背景技術】
[0002]目前在無線通信技術領域，實現多頻的方法有兩種:一種是利用超寬帶天線將所有頻段全部覆蓋，但是該方法僅僅適用于多個頻段相距比較近的情況，有很大的局限性；另一種方法是讓系統中的天線分別獨立覆蓋這些頻段，此方法比較常見，但是存在很多技術難點，如天線單元之間的互耦與干擾問題，且占用空間加大。所以我們希望能夠在單天線上實現雙頻或多頻，從而避免天線之間相互干擾的問題。
[0003]缺陷接地結構(Defected Ground Structure，DGS)，是微波領域新近發展的熱門技術之一，它是由光子帶隙結構發展而來。該結構通過在微帶線等傳輸線接地平面上蝕刻周期性或非周期性圖形，來改變接地電流的分布，從而改變傳輸線的頻率特性，可實現激發諧振頻率，抑制諧波，增加帶寬等作用。缺陷接地結構在微波電路和天線設計中有著十分廣泛的應用。
[0004]微帶天線具有質量輕、體積小、易于制作等優點。但是普通的微帶天線一般尺寸較大，頻率單一、頻帶較窄、損耗較高。為此微帶天線在降低回波損耗、增加天線帶寬和減小尺寸等方面有待改進。
【實用新型內容】
[0005]本實用新型目的之一在于提供一種基于缺陷地結構外框為矩形狀的三頻微帶天線，本實用新型提供的三頻微帶天線質量輕、體積小，能有效降低回波損耗，發射較高的頻段帶寬，同時具有多頻段特性及穩定性。
[0006]本實用新型提供的一種基于缺陷地結構外框為矩形狀的三頻微帶天線，包括介質基板、輻射貼片和接地板，輻射貼片和接地板沿介質基板中心線對稱布置，輻射貼片位于介質基板上表面，接地板在介質基板背面下方，所述輻射貼片包括第一橫矩形貼片、帶有缺口的矩形環貼片、帶有缺口的圓環形貼片、第一豎矩形貼片、第二豎矩形貼片、第三豎矩形貼片和第二橫矩形貼片，所述接地板由橫矩形板和帶有圓形缺陷塊的拱形板拼接而成；
[0007]第一橫矩形貼片位于帶有缺口的矩形環貼片正上端，帶有缺口的圓環形貼片的下段缺口兩端分別與第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的上端相連接，帶有缺口的矩形環貼片的下端缺口兩端分別與第一豎矩形貼片的左側和第二豎矩形貼片的右側銜接，第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的上部分和帶有缺口的圓環形貼片位于帶有缺口的矩形環貼片內側，第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的底端與第二橫矩形貼片相連，第一豎矩形貼片的左側與第二豎矩形貼片的右側的距離與第二橫矩形貼片的長度相等，第二橫矩形貼片的中上端連接第三豎矩形貼片，下端與介質基板下端重合。
[0008]進一步的，介質基板為FR4環氧板，相對介電常數ε ,為4.4，介質損耗為0.02，特性阻抗為50 Ω。
[0009]進一步的，介質基板的長L為38mm，寬W為23mm，厚為1.6mm。
[0010]進一步的，第一橫矩形貼片的長LI為1臟，寬Wl為3.6mm ;帶有缺口的矩形環貼片的上端的邊寬L2為0.8mm，帶有缺口的矩形環貼片的左端距離第一橫矩形貼片左端的距離W7為7.75mm，帶有缺口的矩形環貼片的左右兩邊的寬W6為0.5mm，帶有缺口的矩形環貼片內側的長L3為20.4mm,寬W2為18.1mm,帶有缺口的矩形環貼片的下端的邊寬L4為0.9mm，帶有缺口的矩形環貼片的右端距離第二豎矩形貼片右側的距離W3為7.6mm，帶有缺口的矩形環貼片下端外側距離介質基板下端的距離L6為9.2mm ;帶有缺口的圓環形貼片的內半徑R2為4mm，外半徑Rl為5mm，圓心距離介質基板下端的距離L8為22mm ;第一豎矩形貼片的上端距離帶有缺口的矩形環貼片下端內側的距離L7為7.3mm，第二豎矩形貼片的寬W5為0.95mm，第二橫矩形貼片的長Wf為3.9mm，寬Lf為3.6mm ;第三豎矩形貼片長L5為6.4mm，寬W4為1mm。
[0011]進一步的，接地板2中的橫矩形板的長與介質基板的寬W長度相等為23mm，寬Lg為1.5mm ;接地板2中的拱形板的半徑R4為6.8mm,;圓形缺陷塊半徑R3為2_，圓形缺陷塊的圓心與拱形板的圓心重合，圓形缺陷塊的下端距離接地板底端的距離Ld為1.5mm
[0012]本實用新型的有益效果為，該三頻微帶天線質量輕、體積小，能有效降低回波損耗，發射較高的頻段帶寬，同時具有多頻段性及穩定性。
【附圖說明】
[0013]圖1所示為本實用新型天線正面結構示意圖。
[0014]圖2所示為本實用新型天線背面結構示意圖。
[0015]圖3所示為本實用新型天線正面各項參數示意圖。
[0016]圖4所示為本實用新型天線背面各項參數示意圖。
[0017]圖5所示為本實用新型天線的回波損耗特征曲線圖。
[0018]圖6所示為本實用新型天線在2.45GHz時在E平面的輻射方向圖。
[0019]圖7所示為本實用新型天線在2.45GHz時在H平面的輻射方向圖。
[0020]圖8所示為本實用新型天線在3.5GHz時在E平面的輻射方向圖。
[0021]圖9所示為本實用新型天線在3.5GHz時在H平面的輻射方向圖。
[0022]圖10所示為本實用新型天線在5.5GHz時在E平面的輻射方向圖。
[0023]圖11所示為本實用新型天線在5.5GHz時在H平面的輻射方向圖。
【具體實施方式】
[0024]下文將結合具體實施例詳細描述本實用新型。應當注意的是，下述實施例中描述的技術特征或者技術特征的組合不應當被認為是孤立的，它們可以被相互組合從而達到更好的技術效果。
[0025]圖1所示為本實用新型天線正面結構示意圖。
[0026]圖2所示為本實用新型天線背面結構示意圖。
[0027]如圖1和圖2所示，本實用新型提供的一種基于缺陷地結構外框為矩形狀的三頻微帶天線，包括介質基板1、輻射貼片和接地板2，輻射貼片和接地板2沿介質基板中心線對稱布置，輻射貼片位于介質基板I上表面，接地板2在介質基板I背面下方，所述輻射貼片包括第一橫矩形貼片3、帶有缺口的矩形環貼片4、帶有缺口的圓環形貼片5、第一豎矩形貼片6、第二豎矩形貼片7、第三豎矩形貼片8和第二橫矩形貼片9，所述接地板2由橫矩形板和帶有圓形缺陷塊10的拱形板拼接而成；
[0028]第一橫矩形貼片3位于帶有缺口的矩形環貼片正上端，帶有缺口的圓環形貼片的下段缺口兩端分別與第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的上端相連接，帶有缺口的矩形環貼片的下端缺口兩端分別與第一豎矩形貼片的左側和第二豎矩形貼片的右側銜接，第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的上部分和帶有缺口的圓環形貼片位于帶有缺口的矩形環貼片內側，第一豎矩形貼片和第二豎矩形貼片的底端與第二橫矩形貼片相連，第一豎矩形貼片的左側與第二豎矩形貼片的右側的距離與第二橫矩形貼片的長度相等，第二橫矩形貼片的中上端連接第三豎矩形貼片，下端與介質基板下端重合。
[0029]介質基板I為FR4環氧板，相對介電常數Sr= 4.4，介質損耗為0.02，饋電方式為微帶線饋電，特性阻抗為50 Ω。
[0030]缺陷地結構可以激發和改善諧振頻率，增加阻抗帶寬。本實用新型的缺陷地結構是通過在接地板的合適位置蝕刻由橫矩形和等邊三角形組成的