一种地板弯曲槽型椭圆形平面单极天线

摘要

一种地板弯曲槽型圆形或近圆形平面单极天线，其地板的弯曲槽与圆形或近圆形平面单极天线的边缘平行，利用这种地板与天线辐射片平行的结构，使平面单极天线的谐振性能得到改善，从而扩展其频带。这种结构有利于平面单极天线实现其宽频性能和小型化，对平面单极天线的研究有促进作用。

说明书

技术领域

本发明涉及一种地板弯曲槽型椭圆形平面单极天线，属于电子科学与技术中的微波技术领域。

背景技术

平面天线具有结构简单，重量轻，尺寸小，价格低，易实现多频段，具有很小的剖面高度，能与微带馈电网络方便连接等优点，所以广泛应用于现代通信中。但平面单极天线的宽频带性能和小型化很难同时实现。解决这一问题已成为天线工作者的研究重点。

在研究过程中，有人在地板开槽微带天线的基础上提出了地板开宽槽的拓宽频带的方法，并且利用该方法已经研制出超宽带平面天线。但是，由于该方法中地板开槽的内边缘与微带贴片的外边缘之间必须保持较大的距离，所以天线的尺寸较大，尤其是在较低频段时。因此，宽槽微带天线虽然具有超宽频带特性，但难以满足移动通信同时实现宽频带和小型化的要求。

发明内容

为了克服现有技术结构的不足，本发明提出了一种椭圆形平面单极天线的地板弯曲槽型结构。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种椭圆形平面单极天线的地板弯曲槽型结构，地板有弧形凹槽，弧形凹槽的边缘与天线辐射片的边缘平行。

上述结构不是从尺寸较大的宽槽微带结构出发，而是从结构较小但频带较窄的平面单极天线出发，在地板和平面单极天线之间增加一段弧形缝隙，相当于引入了并联电容，该电容的引入改变了传统单极天线的阻抗特性，从而拓展了传统平面单极天线的频带宽度，在天线结构尺寸基本不变的情况下达到与宽缝微带天线几乎相同的频带宽度。该结构在一定程度上解决了平面结构天线的宽频带与小型化之间的矛盾，可用于各种椭圆形和类圆形平面单极天线设计中。

本发明的有益效果；提出了椭圆形平面单极天线的地板弯曲槽型结构。通过实验和软件仿真证明：该结构可以很明显地改善天线的性能，扩展平面单极天线的带宽，有利于平面单极天线的小型化与宽频带的实现。因此，可按照需要来设计椭圆形平面单极天线的地板弯曲槽型结构。该结构的提出就是为了解决平面单极天线宽频带和小型化的问题，其原理是通过地板弯曲槽型结构使圆形和类圆形平面单极天线的阻抗特性得到改善，从而扩展其频带。又由于该结构是直接在平面单极天线的地板上做处理，所以不仅可以在制作平面单极天线的工序中直接完成，而且也不会增加天线的尺寸，适合用于批量生产。

附图说明

图1a、图1b为地板弯曲槽型椭圆形平面单极天线的构造和参数示意图；

图2型号A1的仿真回波损耗图；

图3型号A2的仿真回波损耗图；

图4型号B的仿真回波损耗图；

图5型号A1的地板的类型；

图6型号A2的地板的类型；

图7型号B的地板的类型；

图8三种不同地板结构的圆形平面单极天线的回波损耗的比较。

下面结合附图和实施例对实用新型进一步说明。

具体实施方式

实施例1：如图1a、图1b所示，天线(1)；微带馈线(2)；地板(3)；弧形凹槽(4)；介质板(5)，图1a、图1b给出了地板(3)弯曲槽型椭圆形平面单极天线的构造和参数。地板(3)有弧形凹槽(4)，弧形凹槽(4)的边缘与椭圆形平面单极的天线(1)的边缘平行。通过改变其结构参数可以得到不同的地板弯曲槽结构。为了证明地板弯曲槽结构对天线(1)性能的改变及了解不同结构的改变效果，用仿真软件计算了在两种工作频率下不同地板结构上回波损耗的比较，如表1所示。具体结构设置如下图5、6、7所示：介质的介电常数ε＝3.43，微带馈线(2)宽度w_c＝3.6mm，微带线特性阻抗Z_c＝50Ω。

表1比较了三种不同地板(3)类型对圆形平面单极天线(1)带宽的影响。他们除了地板(3)形状不同以外，其它的的各种尺寸和参数都相同。从表1中可知地板(3)开平行于天线(1)的弯曲槽确实对天线(1)的性能有很大的改进。

  表1不同地板结构的圆形平面单极天线的回波损耗比较：

  型号  地板的类型  结构参数  仿真回波损耗  Return Loss(dB)  A1  见图5  a＝1mm  见图2  A2  见图6  a＝1mm，地板弧形槽与天线边缘不平行  见图3  B  见图7  a＝1mm，地板弧形与圆形天线平行  见图4

实施例2：

在设计椭圆形或圆形平面单极的天线(1)时，使用地板弧形槽结构，在地板(3)上切割以弧形凹槽(4)，弧形凹槽(4)的边缘与天线(1)边缘平行，再调整弧形凹槽(4)的尺寸以达到最好效果，来改善天线(1)的辐射性能。数值计算结果；

用仿真软件对A1、A2和B进行了仿真，图2、图3、图4分别给出了这三种结构的S₁₁参数的幅值随频率的变化关系。图8把三个结构的曲线进行了对比，由图8可知，与天线(1)(椭)圆形辐射片边缘平行的地板弧形凹槽(4)结构B与A1、A2相比，反射系数S₁₁明显减小了，说明使用与天线(1)(椭)圆形辐射片边缘平行的地板弧形凹槽(4)结构，可以改善圆形或椭圆形平面单极的天线(1)的性能。

弧形凹槽(4)的边缘与天线(1)边缘平行，平行的含义为弧形凹槽(4)的边缘随天线(1)边缘的曲率变化。