[0028] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
[0029] 相反,本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步,为了使公众对本发明有更好的了解,在下文对本发明的细节描述中,详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
[0030] 参见图1,所示为本发明实施例的微带线的超宽带天线的结构示意图,参见图2,为双曲线微带巴伦馈线的结构示意图,包括上介质基板1、辐射贴片2、开路线7、短路线6、接地面4、下介质基板3、直介质基板5、隔离墙9、双曲线微带巴伦馈线8和理想波端口10,其中,[0031] 辐射贴片2覆在上介质基板1的下表面;接地面4覆在下介质基板3的上表面;短路线6覆在直介质基板5的后表面;开路线7覆在直介质基板5的前表面;双曲线微带巴伦馈线8覆在直介质基板5的前后两个表面;隔离墙9垂直辐射贴片2的末端,在上介质基板1和下介质基板3之间;理想波端口10设置在双曲线微带巴伦馈线8的下方。
[0032] 图3为辐射贴片2的形状示意图,辐射贴片2设置两个为一对,为金属材质的薄片状,一对辐射贴片2的外侧两端分别连接隔离墙9的上端,具体的大小a=7mm、b=3.4mm、c=0.05mm、Width=12.5mm。
[0033] 隔离墙9为金属材质的薄片状;接地面4为金属材质的薄片状,隔离墙9与接地面4的上表面连接,再与辐射贴片2形成环路结构;短路线6为金属材质的薄片状,短路线6的上端与辐射贴片2连接,短路线6的下端与接地面4连接;开路线7为金属材质的薄片状,与双曲线微带巴伦馈线8的平衡端81的上端连接;双曲线微带巴伦馈线8为金属材质的薄片状,双曲线微带巴伦馈线8的不平衡端82的上部连接辐射贴片2;开路线7覆在直介质基板5的前表面,短路线6作为开路线7的辐射地。
[0034] 在整个阻抗的匹配过程,我们要有一个目标,该目标就是减小电抗值的大小,使得更多的能量辐射出去,最后进行电阻值的匹配。一种微带线的超宽带天线的阻抗匹配分为四个步骤:
[0035] 1.在辐射贴片2与接地面4之间加上隔离墙9的仿真阻抗结果作为第一步;
[0036] 2.利用短路线6的阻抗特性在中心频点的两端与天线的谐振频点两端的特性正好相反,使得天线的阻抗进一步的优化作为第二步;
[0037] 3.利用开路线7的阻抗特性在中心频点的两端与天线的谐振频点两端的特性恰好相反,使得天线的电抗部分更进一步的优化作为第三步;
[0038] 4.利用平衡‑不平衡的双曲线微带巴伦的阻抗特性与天线的阻抗特性相结合,进行不断调节双曲线微带巴伦的参数,使得最终天线的阻抗达到理想的效果作为第四步。
[0039] 参见图4所示,可以发现天线的电抗在只有加隔离墙9的情况下在高频有一个谐振频点,但是这个谐振频点波动不是很大,首先我们考虑的是把这个谐振频点设为短路线6的谐振频点,我们可以计算出短路线6的四分之一波长。通过不断的仿真,我们通过图发现采取的短路线6的谐振频点会高于假设短路线6的谐振频点。天线在加上隔离墙9和实际采用的短路线6后,我们会发现谐振频点往低频移动。
[0040] 参见图5所示,可以发现在天线在并联短路线6后的仿真结果出现了两个谐振频点。小于第一个谐振频点时,此时的天线呈现感性(其值接近于200);大于第一个谐振频点且小于第二个谐振频点时,此时的天线呈现容性(其值接近于20),这时我们会想串联开路线7,使得天线在第一个谐振频点附近呈现感性和容性相均衡。首先假设第一个谐振频点位开路线7的谐振频点,我们可以计算出开路线7的四分之一波长,通过不断地仿真,天线实际采用的开路线7的长度与理论值有所区别,在第一个谐振频点附近所呈现的感性和容性行均衡一些,这时会利于进行下一步的阻抗匹配。
[0041] 图6为天线并联短路线6且串联开路线7后再加双曲线微带巴伦的仿真结果图,同时也是本发明微带线的超宽带天线的阻抗示意图。参见图6所示,此时超宽带天线的结构大小以及宽带范围已经确定,加入双曲线微带巴伦后,电抗值已经被匹配到0的附近,电阻值也被匹配到了50欧姆附近,已经实现整个带宽内的理想目标。
[0042] 图7和图8是选取了天线在5GHz和7GHz两个频点的辐射方向图。天线的辐射方向图是衡量天线性能的重要图形,可以从天线方向图中观察到天线的一些参数。通过图7、8,可以观察到在远场处没有大的畸变,说明天线的性能还是良好的,同时也说明了匹配电路实现了平衡‑不平衡的转化。
[0043] 图9是天线的驻波比示意图。驻波比也是衡量一个天线性能的重要参数,驻波比的值越靠近1越好。在这里驻波比是衡量在阻抗匹配好坏的重要指标。参见图9所示,可以直观的看出驻波比(VSWR)<2.1,,只有在7.3‑8.1GHz这个频段是2
[0044] 表1给出天线加隔离墙9与不加隔离墙9扫描盲点的对比。通过表1我们可以直观的观察到,添加隔离墙9可以使频带内的扫描盲点全部移除到带外,使得天线在频带内的扫描角度变得更宽,天线的性能变得更好。
[0045] 表1 E面不同角度扫描盲点结果图
[0046]
[0047] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。