微带天线的制作方法

1.本实用新型涉及通信技术领域，具体地，涉及微带天线。


背景技术：

2.传统的特高频(ultra high frequency，简称uhf)波段高增益全向通信天线，其工程上采用的方案一般包括串馈偶极子天线阵。
3.串馈偶极子天线阵是将若干个偶极子串馈连接，每个偶极子保持同相，这样便可获得高增益全向方向图。
4.但是，串馈偶极子天线阵需要额外增加辐射振子作为辐射体，导致复杂度和成本升高。


技术实现要素：

5.鉴于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种微带天线，从而以较低成本实现特高频波段高增益全向通信天线的设计，提升天线性能。
6.根据本实用新型的一方面，提供一种微带天线，包括：
7.基板；
8.第一辐射振子，设置在所述基板的第一层结构上，并包括多个第一辐射振子单元和多个第一传输线，所述第一传输线与所述第一辐射振子单元交替设置且连接；
9.第二辐射振子，设置在所述基板的第二层结构上，并包括多个第二辐射振子单元和多个第二传输线，所述第二传输线与所述第二辐射振子单元交替设置且连接，
10.其中，所述第一辐射振子单元和所述第二辐射振子单元在所述基板上的投影沿所述微带天线的延伸方向彼此交替分布，
11.所述第一辐射振子单元的等效长度和所述第二辐射振子单元的等效长度均与所述微带天线的半个工作波长相匹配。
12.可选地，所述多个第一辐射振子单元和多个第二辐射振子单元在所述基板上的投影在沿所述微带天线的延伸方向上连续连接。
13.可选地，还包括：
14.阻抗匹配器，所述阻抗匹配器的一端与所述第一辐射振子和所述第二辐射振子均连接，所述阻抗匹配器的另一端连接馈电。
15.可选地，所述阻抗匹配器为渐变阻抗匹配器。
16.可选地，多个所述第一辐射振子单元、多个所述第二辐射振子单元、多个所述第一传输线、多个所述第二传输线中的至少一个为印刷结构。
17.可选地，所述第一辐射振子和所述第二辐射振子在所述基板上的投影，均为沿所述基板的中心轴线对称的轴对称结构，所述中心轴线与所述微带天线的延伸方向平行。
18.可选地，所述第一辐射振子单元的宽度与所述第二辐射振子单元的宽度相等，所述第一传输线的宽度和所述第二传输线的宽度相等。
19.可选地，所述第一辐射振子单元的宽度大于所述第一传输线的宽度。
20.可选地，所述第一辐射振子单元、所述第二辐射振子单元、所述第一传输线、所述第二传输线均为直线型结构。
21.可选地，所述第一辐射振子和所述第二辐射振子的总长度相等，且两端对齐。
22.本实用新型提供的微带天线在基板的第一层结构和第二层结构上分别设置第一辐射振子和第二辐射振子，第一辐射振子包括多个第一辐射振子单元和连接相邻第一辐射振子单元的第一传输线，第二辐射振子包括多个第二辐射振子单元和连接相邻第二辐射振子单元的第二传输线，其中，第一辐射振子单元和第二辐射振子单元在基板上的投影彼此交替分布，各辐射振子单元的有效长度与半个工作波长相匹配，使第一辐射振子单元和第二辐射振子单元本身具有180度相位差，对应沿微带天线的延伸方向的各段辐射振子单元的辐射电磁波同相，实现全向高增益方向图，以简易的双层辐射振子结构实现了特高频波段高增益全向通信天线的设计。
附图说明
23.通过以下参照附图对本实用新型实施例的描述，本实用新型的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
24.图1示出了根据本实用新型实施例的微带天线的平面结构示意图；
25.图2示出了根据本实用新型实施例的微带天线的部分结构的斜视图；
26.图3示出了根据本实用新型实施例的微带天线的电压驻波比；
27.图4和图5示出了根据本实用新型实施例的微带天线的增益方向图。
具体实施方式
28.以下将参照附图更详细地描述本实用新型的各种实施例。在各个附图中，相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。
29.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。
30.图1示出了根据本实用新型实施例的微带天线的平面结构示意图，图2示出了根据本实用新型实施例的微带天线的部分结构的斜视图。
31.参照图1和图2，本实用新型实施例的微带天线100包括设置在基板101上的阻抗匹配器、第一辐射振子和第二辐射振子。在本实施例中，基板101为fr4板材，厚度3mm，介电常数为4.4。
32.第一辐射振子设置在基板101的第一层结构，包括多个第一辐射振子单元111和多个第一传输线112(在本实施例中为3个)，第一辐射振子单元111与第一传输线112交替设置且彼此连接第一传输线112，多个第一辐射振子单元111沿微带天线100的延伸方向间隔设置。
33.第二辐射振子设置在基板101的第二层结构，包括多个第二辐射振子单元121和多个第二传输线122(在本实施例中为3个)，第二辐射振子单元121与第二传输线122交替设置且彼此连接，多个第二辐射振子单元121沿微带天线100的延伸方向间隔设置。
34.在可选实施例中，基板101的第一层结构和第二层结构分别为基板101的上表面和
下表面。
35.第一辐射振子和第二辐射振子的总长度相等，对应第一辐射振子的末端也设置有第一传输线112，以延伸至基板101的对应端的末端，与第二辐射振子中的末端的第二辐射振子单元121的延伸末端对齐，使得第一辐射振子和第二辐射振子的两端对齐。
36.其中，多个第一辐射振子单元111、多个第二辐射振子单元121、第一传输线112、第二传输线122中的至少一个为印刷结构，印刷结构可降低同轴线的焊接需求，结构更为简单，成本低廉，同时具备良好的可调试性，更加适用于批量生产。
37.对于全印刷结构，每隔半个工作波长的长度切换一次印刷宽度即可，制作方便。
38.第一辐射振子单元111和第二辐射振子单元112在基板101上的投影连续，彼此交替间隔分布，且投影的边缘连续，即第一辐射振子单元111和第二辐射振子单元112在基板101上的投影连续无重叠。
39.阻抗匹配器101设置在微带天线101的一端，阻抗匹配器101的一端连接第一辐射振子和第二辐射振子，另一端连接馈电，在本实施例中，阻抗匹配器101为渐变阻抗匹配器，其等效长度为四分之一工作波长。
40.第一辐射振子单元111和第二辐射振子单元121为辐射体，接通馈电后辐射产生相应的电磁波，各辐射振子单元的长度与微带天线100的半个工作波长相匹配，根据实际介质的不同会有所差异，在此不作详述，对应的，各第一传输线112和各第二传输线122的长度也与微带天线100的半个工作波长相匹配。
41.本实施例的微带天线100使得相邻的第一辐射振子单元111和第二辐射振子单元121之间具有180度相位差，第一辐射振子单元111和第二辐射振子单元121又是交替分布，各辐射振子单元具有等幅、同相的激励电压，从而形成全向高增益的方向图。
42.在本实施例中，第一辐射振子单元111、第二辐射振子单元121，以及第一传输线112和第二传输线122均为直线型结构，第一辐射振子单元111与第二辐射振子单元121的宽度相等，第一传输线112和第二传输线122的宽度相等，第一辐射振子单元111的宽度大于第一传输线112的宽度，其有效长度等于其实际长度，直线型结构无枝节，避免了电感的引入，每一段的实际长度对应半个工作波长，便于加工，易于达到精度要求，可提升微带天线100的结构精度，提升天线性能。对应的，第一辐射振子和第二辐射振子在基板101上的投影的整体结构以基板101的中心轴线为轴对称结构，该中心轴线与微带天线100的延伸方向平行。
43.本实施例的微带天线100的直线型结构的尺寸易于调试。
44.图3示出了根据本实用新型实施例的微带天线的电压驻波比。
45.参照图3，本实用新型实施例的微带天线100在600mhz频点的电压驻波比为1.2928，其电压驻波比小于2的频段为512mhz
‑
611mhz，阻抗带宽18.18％，性能良好。
46.图4和图5示出了根据本实用新型实施例的微带天线的增益方向图。
47.其中图4对应e面增益方向图，图5对应h面增益方向图，模拟测试频点均为600mhz，m1点参数为：theta＝90.0000
°
，ang＝90.0000
°
，增益为5.0952dbi。
48.参照图4和图5可见，本实用新型实施例的微带天线100具有水平面全向方向图，增益达到5dbi，具有较好的不圆度。
49.本实用新型提供的微带天线在基板的第一层结构和第二层结构上分别设置第一
辐射振子和第二辐射振子，第一辐射振子包括多个第一辐射振子单元和连接相邻第一辐射振子单元的第一传输线，第二辐射振子包括多个第二辐射振子单元和连接相邻第二辐射振子单元的第二传输线，其中，第一辐射振子单元和第二辐射振子单元在基板上的投影彼此交替分布，各辐射振子单元的有效长度与半个工作波长相匹配，对应沿微带天线的延伸方向的各段辐射振子单元的辐射电磁波同相，增益高，以简易的双层辐射振子交替设置的结构实现了特高频波段高增益全向通信天线的设计。
50.依照本实用新型的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该实用新型仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本实用新型的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本实用新型以及在本实用新型基础上的修改使用。本实用新型仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。