邊緣多矩形槽三頻天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于天線領(lǐng)域，尤其涉及邊緣多矩形槽三頻天線。
【背景技術(shù)】
[0002]根據(jù)IEEE 521-2002標(biāo)準(zhǔn)，X波段是指頻率在8_12 GHz的無線電波波段，在電磁波譜中屬于微波。X波段通常的下行頻率為7.25-7.75 GHz，上行頻率為7.9-8.4 GHz，也常被稱為7/8 GHz波段。根據(jù)國際電信聯(lián)盟無線電規(guī)則第8條，X頻段在空間應(yīng)用方面有空間研究、廣播衛(wèi)星、固定通訊業(yè)務(wù)衛(wèi)星、地球探測(cè)衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星等用途，但雨衰減對(duì)X頻段的信號(hào)傳輸有一定的影響。
[0003]根據(jù)IEEE521-2002標(biāo)準(zhǔn)，C波段是指頻率在4-8GHZ的無線電波波段，作為通信衛(wèi)星下行傳輸信號(hào)的頻段。在衛(wèi)星電視廣播和各類小型衛(wèi)星地面站應(yīng)用中，該頻段首先被采用且一直被廣泛使用。通常的上行頻率范圍為5.925-6.425GHz之間，下行頻率則為
3.7-4.2GHz，即上下行帶寬各為500MHz。
[0004]根據(jù)IEEE521-2002標(biāo)準(zhǔn)，Ku波段是指頻率在12_18GHz的無線電波波段。表示比IEEE521-2002標(biāo)準(zhǔn)下的K波段的頻率低。
[0005]三個(gè)波段各有其優(yōu)缺點(diǎn)，單一波段越來越無法滿足現(xiàn)代需要。但是能夠同時(shí)兼容三個(gè)頻段的天線成果卻不多，現(xiàn)有的大多數(shù)天線只能工作在其中一個(gè)頻段內(nèi)。作者姚前進(jìn)于2008年在《衛(wèi)星電視與寬帶多媒體》上發(fā)表的《我的C/Ku雙頻段柱掛式手動(dòng)極軸天線》一文中，設(shè)計(jì)了一種可以工作在C波段和Ku波段的雙頻天線，但缺少對(duì)X波段的兼容，且該天線體積較大，不方便使用。作者彭軍、鞠智序等于2005年在《2005全國微波毫米波會(huì)議論文集(第三冊(cè))》上發(fā)表的《一種Ku&C雙頻天線的研制》一文中，設(shè)計(jì)的天線雖然做到了小型化，但同樣只兼容了 C波段和Ku波段。因此設(shè)計(jì)出一個(gè)工作在這三個(gè)頻段的天線具有很大的現(xiàn)實(shí)意義。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸較小，采用在一個(gè)輻射貼片上開槽的方式實(shí)現(xiàn)了三頻特性，通過調(diào)整各個(gè)槽的位置、長度和寬度，調(diào)整輻射貼片的長度、寬度和圓角半徑的大小，調(diào)整接地面的長度和寬度，可以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配和達(dá)到展寬帶寬的目的。
[0007]本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0008]1、本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線包括介質(zhì)基板101、輻射貼片201、微帶饋線202和接地面203 ;所述的三頻天線，其輻射貼片201為圓角矩形，矩形內(nèi)側(cè)四周有兩個(gè)“L”形槽，槽的寬度均不相同，中間有五個(gè)等寬矩形槽，三個(gè)較長的矩形槽呈“U”字形排列，兩個(gè)較短的矩形槽附在“U”形槽的兩臂上，輻射貼片通過微帶饋線與接地面相連接；
[0009]2、所述的三頻天線，其接地面的寬度小于介質(zhì)基板的寬度。
[0010]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下顯著優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、具有較高的增益:本實(shí)用新型通過調(diào)整輻射貼片上槽的形狀，可以實(shí)現(xiàn)天線在各個(gè)工作頻段上均具有較高的增益；
[0012]2、通帶帶寬可調(diào):本實(shí)用新型通過調(diào)節(jié)各個(gè)槽的長度和寬度，可以調(diào)節(jié)天線在各個(gè)頻段的工作帶寬；
[0013]3、通帶匹配特性好:本實(shí)用新型通過調(diào)整輻射貼片及微帶饋線的長度和寬度，可以實(shí)現(xiàn)頻段內(nèi)的良好的阻抗匹配。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線的正面圖。
[0015]圖2是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線的背面圖。
[0016]圖3是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線的回波損耗曲線圖。
[0017]圖4是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線的駐波比曲線圖。
[0018]圖5是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線在5.52GHz的方向圖。
[0019]圖6是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線在8.76GHz的方向圖。
[0020]圖7是本實(shí)用新型邊緣多矩形槽三頻天線12.84GHz的方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0022]如圖1和圖2所示，一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例是在5.52GHz、8.76GHz和12.84GHz諧振，并擁有足夠的帶寬，使天線可以工作在三個(gè)頻率范圍。該三頻印刷天線由介質(zhì)基板101、輻射貼片201、微帶饋線202、接地面203、矩形槽301、矩形槽302、矩形槽303、矩形槽304、矩形槽305、矩形槽306、矩形槽307、矩形槽308和矩形槽309組成。本實(shí)用新型也可以通過改變輻射貼片的參數(shù)來使其工作在其它頻段。
[0023]具體實(shí)施如下:微帶饋線202位于介質(zhì)基板101的下方，輻射貼片201位于介質(zhì)基板101的上方，矩形槽301、302、303、304、305、306、307、308、309位于輻射貼片201上，其中矩形槽301、304相連接呈“L”形，矩形槽302、303相連接呈“L”形，矩形槽305、306、307、308,309相連接呈“U”形，輻射貼片201與微帶饋線202相連接，接地面203位于介質(zhì)基板101的下方。
[0024]參見圖1、圖2，標(biāo)號(hào)101是介質(zhì)基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介電常數(shù)是
4.4，其長寬高的尺寸是40mmX 27mmX 1.6mm ;標(biāo)號(hào)201是圓角矩形輻射貼片，其長寬尺寸為14mmX 14mm，其圓角的半徑為Imm ;標(biāo)號(hào)202是微帶饋線，位于介質(zhì)基板的上表面，其長寬尺寸為14_X2.9mm ;標(biāo)號(hào)203是接地面，其長寬尺寸為25_X 12.5mm，位于介質(zhì)基板的下表面；標(biāo)號(hào)301是輻射貼片上側(cè)矩形槽，其長寬尺寸為1mmX0.4mm ;標(biāo)號(hào)302是輻射貼片右側(cè)矩形槽，其長寬尺寸為12.5mmX 0.5mm ;標(biāo)號(hào)303是輻射貼片下側(cè)矩形槽，其長寬尺寸為12.5mmX 0.4mm ;標(biāo)號(hào)304是輻射貼片左側(cè)矩形槽，其長寬尺寸為12.5mmX 0.5mm ;標(biāo)號(hào)305是福射貼片中間U形槽右臂上方的橫向凸起，其長寬尺寸為0.5mmX 0.5mm ;標(biāo)號(hào)306是福射貼片中間U形槽的右臂，其長寬尺寸為6mmX0.5mm ;標(biāo)號(hào)307是輻射貼片中間U形槽下方的橫向部分，其長寬尺寸為9mmX0.5mm ;標(biāo)號(hào)308是福射貼片中間U形槽下方的左臂，其長寬尺寸為9.5mmX 0.5mm ;標(biāo)號(hào)309是輻射貼片中間U形槽左臂中間的橫向凸起，其長寬尺寸為 0.5mm X 0.5mm。
[0025]圖3是本實(shí)施例的回波損耗曲線圖，從圖3中可以看出此天線在
4.62GHz-6.56GHz、8.34Hz_9.6GHz 和 12.33GHz_13.8GHz 頻段回波損耗小于-1OdB,圖 4是本實(shí)施例的駐波比曲線圖，圖5是本實(shí)施例在5.52GHz處的方向圖，圖6是本實(shí)施例在
8.76GHz處的方向圖，圖5是本實(shí)施例在12.84GHz處的方向圖，從以上圖例綜合分析，本實(shí)施例在各個(gè)頻段都有較好的諧振特性，較大的增益，較好的阻抗匹配特性，從而滿足通信的基本需求。
[0026]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，另外在本實(shí)施例的基礎(chǔ)上，改變輻射貼片、圓角半徑、微帶饋線、接地面的大小，都應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.邊緣多矩形槽三頻天線，其特征在于:所述三頻天線印制在介質(zhì)基板上，其組成包括介質(zhì)基板、輻射貼片、微帶饋線和接地面；所述的輻射貼片為圓角矩形，矩形內(nèi)側(cè)四周有兩個(gè)“L”形槽，槽的寬度均不相同，中間有五個(gè)矩形等寬槽，三個(gè)較長的矩形槽呈“U”字形排列，兩個(gè)較短的矩形槽附在“U”形槽的兩臂上，輻射貼片通過微帶饋線與接地面相連接。2.如權(quán)利要求1所述的邊緣多矩形槽三頻天線，其特征在于:所述的接地面的寬度小于介質(zhì)基板的寬度。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種邊緣多矩形槽的具有三頻特性的印刷天線，該天線可應(yīng)用于衛(wèi)星通信系統(tǒng)中。該天線由介質(zhì)基板、微帶饋線、輻射貼片、接地面組成，輻射貼片和微帶饋線相連與接地板分別印刷在介質(zhì)基板的兩側(cè)。本實(shí)用新型印刷天線諧振在三個(gè)頻點(diǎn)，可以覆蓋X波段(8-12？GHz)、C波段(4-8GHZ)、Ku波段(12-18GHz)，滿足其通信需求。天線的結(jié)構(gòu)簡單，增益大，通帶匹配特性良好，并且天線的頻帶寬度可靈活調(diào)整。
【IPC分類】H01Q5/328, H01Q5/20, H01Q1/38
【公開號(hào)】CN204732535
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520215247
【發(fā)明人】鄭宏興, 王輅, 鄧東民, 萬小鳳, 彭升
【申請(qǐng)人】天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)
【公開日】2015年10月28日
【申請(qǐng)日】2015年4月13日