CN108899640A - 基于正弦振荡曲线的定向微型天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于正弦振荡曲线的定向微型天线，包括介质基板、上层辐射单元、金属微带馈线以及下层辐射单元，其中上层辐射单元和金属微带馈线均印制在介质基板上表面，上层辐射单元包括弧形贴片和椭圆形贴片，下层辐射单元印制在介质基板下表面，下层辐射单元包括下层辐射贴片，该下层辐射贴片是由圆形槽线、平行槽线、正弦振荡槽线、下层辐射贴片外侧两条长边以及与x轴重合的短边构成的封闭图形。本发明具有更低的回波损耗、良好的方向性和驻波以及较宽的频带，从而能够高效接收环境中的射频能量。
Description
技术领域
本发明属于电磁能量接收天线技术领域，具体涉及一种用于接收环境中射频能量的基于正弦振荡曲线的定向微型天线。
背景技术
近些年来，随着射频信号源的不断增加，环境射频能量收集越来越受人关注。射频能量采集技术的发展使得为小型低功耗电子设备持续供电成为可能。微带天线对射频能量收集系统至关重要，体积小、重量轻、方向性好等优点对能量收集技术的发展有重要意义。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种结构简单且设计合理的基于正弦振荡曲线的定向微型天线，该天线较其它天线而言拥有更小的尺寸、相对较低的回波损耗、较宽的频带和良好的方向性。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，基于正弦振荡曲线的定向微型天线，其特征在于包括介质基板、上层辐射单元、金属微带馈线和下层辐射单元；所述介质基板为矩形，其材料为FR4，介电常数εr＝4.4，厚度d＝1.6mm，长度为55mm，宽度为40mm；所述上层辐射单元和金属微带馈线均印制在介质基板上表面，其中上层辐射单元的设计及尺寸满足以下要求：该上层辐射单元包括弧形贴片和椭圆形贴片，所述弧形贴片由两条指数渐变线、两条垂直线和一条水平线组成，两条指数渐近线分别为内指数渐近线和外指数渐近线，内指数渐近线满足如下方程y＝5e-0.5x，外指数渐近线是由内指数渐近线向上平移18.14mm所得，以介质基板下侧短边中心点为原点建立平面直角坐标系，两条指数渐近线的右端点分别为A和B，端点A和B由垂直线AB相连，端点A和B的坐标分别为A(14.182，46.175)、B(14.182，27.9)，外指数渐近线下端与垂直线CD相连，该垂直线CD两端点C、D的坐标分别为C(1.3，14.182)、D(1.3，0)，垂直线CD末端和内指数渐近线末端均与介质基板的边缘平齐，所述椭圆形贴片满足以下要求：符合公式实轴长度为15mm，虚轴长度为9mm；所述下层辐射单元印制在介质基板下表面，下层辐射单元的设计及尺寸满足以下要求：该下层辐射单元包括下层辐射贴片，下层辐射贴片的长度为55mm，宽度为38mm，导体贴片关于y轴方向对称，下层辐射贴片中的槽线包括圆形槽线、平行槽线和正弦振荡槽线，其中圆形槽线的圆心坐标O为(0,12.7)，半径为4mm，两条关于y轴方向对称的平行槽线一端与圆形槽线上部相连，该平行槽线之间的距离为1mm，平行槽线与圆形槽线相连的两端点的坐标分别为E(0.5，16.5)、F(-0.5，16.5)，平行槽线之间的圆形槽线为开口结构，平行槽线的另一端分别与两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线的一端相连，该正弦振荡槽线满足方程两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线分别延伸至介质基板前侧且两顶点处正弦振荡槽线开口大小为40mm，所述圆形槽线、平行槽线、正弦振荡槽线、下层辐射贴片外侧两条长边以及与x轴重合的下层辐射贴片短边构成的封闭图形形成下层辐射单元；所述金属微带馈线的一端与弧形贴片相连，金属微带馈线的另一端与介质基板底端相连；所述下层辐射单元的底端与介质基板底端相连。
本发明较其它天线而言拥有更小的尺寸、相对较低的回波损耗、较宽的频带和良好的方向性。
附图说明
图1是基于正弦振荡曲线的定向微型天线上层辐射贴片示意图；
图2是基于正弦振荡曲线的定向微型天线下层辐射贴片示意图；
图3是基于正弦振荡曲线的定向微型天线结构示意图；
图4是基于正弦振荡曲线的定向微型天线的回波损耗图；
图5是基于正弦振荡曲线的定向微型天线的3D辐射方向图。
图中：1-椭圆形贴片，2-弧形贴片，3-金属微带馈线，4-介质基板上表面，5-介质基板下表面，6-正弦振荡槽线，7-圆形槽线，8-介质基板，9-上层辐射单元，10-下层辐射单元。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图，对本发明具体实施过程中的技术方案进行清楚、完整的说明。如图1-3所示，基于正弦振荡曲线的定向微型天线，包括介质基板8、上层辐射单元9、金属微带馈线3和下层辐射单元10；所述介质基板8为矩形，其材料为FR4，介电常数εr＝4.4，厚度d＝1.6mm，长度为55mm，宽度为40mm；所述上层辐射单元9和金属微带馈线3均印制在介质基板上表面4，其中上层辐射单元9的设计及尺寸满足以下要求：该上层辐射单元9包括弧形贴片2和椭圆形贴片1，所述弧形贴片2由两条指数渐变线、两条垂直线和一条水平线组成，两条指数渐近线分别为内指数渐近线和外指数渐近线，内指数渐近线满足如下方程y＝5e-0.5x，外指数渐近线是由内指数渐近线向上平移18.14mm所得，以介质基板下侧短边中心点为原点建立平面直角坐标系，两条指数渐近线的右端点分别为A和B，端点A和B由垂直线AB相连，端点A和B的坐标分别为A(14.182，46.175)、B(14.182，27.9)，外指数渐近线下端与垂直线CD相连，该垂直线CD两端点C、D的坐标分别为C(1.3，14.182)、D(1.3，0)，垂直线CD末端和内指数渐近线末端均与介质基板8的边缘平齐，所述椭圆形贴片1满足以下要求：符合公式实轴长度为15mm，虚轴长度为9mm；所述下层辐射单元10印制在介质基板下表面5，下层辐射单元10的设计及尺寸满足以下要求：该下层辐射单元10包括下层辐射贴片，下层辐射贴片的长度为55mm，宽度为38mm，导体贴片关于y轴方向对称，下层辐射贴片中的槽线包括圆形槽线7、平行槽线和正弦振荡槽线6，其中圆形槽线7的圆心坐标O为(0,12.7)，半径为4mm，两条关于y轴方向对称的平行槽线一端与圆形槽线7上部相连，该平行槽线之间的距离为1mm，平行槽线与圆形槽线7相连的两端点的坐标分别为E(0.5，16.5)、F(-0.5，16.5)，平行槽线之间的圆形槽线7为开口结构，平行槽线的另一端分别与两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线6的一端相连，该正弦振荡槽线6满足方程两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线6分别延伸至介质基板8上部且两顶点处正弦振荡槽线6开口大小为40mm，所述圆形槽线7、平行槽线、正弦振荡槽线6、下层辐射贴片外侧两条长边以及与x轴重合的下层辐射贴片短边构成的封闭图形形成下层辐射单元10；所述金属微带馈线3的一端与弧形贴片2相连，金属微带馈线3的另一端与介质基板8底端相连；所述下层辐射单元10的底端与介质基板8底端相连。
图4是基于正弦振荡曲线的定向微型天线的回波损耗图，由图可知，该基于正弦振荡曲线的定向微型天线的回波损耗为-32.5dB，性能较好。
图5是基于正弦振荡曲线的定向微型天线的3D辐射方向图，由图可知，该基于正弦振荡曲线的定向微型天线在2.45GHz的最大增益为2.07dB，方向性较好。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (1)
1.基于正弦振荡曲线的定向微型天线，其特征在于包括介质基板、上层辐射单元、金属微带馈线和下层辐射单元；所述介质基板为矩形，其材料为FR4，介电常数εr＝4.4，厚度d＝1.6mm，长度为55mm，宽度为40mm；所述上层辐射单元和金属微带馈线均印制在介质基板上表面，其中上层辐射单元的设计及尺寸满足以下要求：该上层辐射单元包括弧形贴片和椭圆形贴片，所述弧形贴片由两条指数渐变线、两条垂直线和一条水平线组成，两条指数渐近线分别为内指数渐近线和外指数渐近线，内指数渐近线满足如下方程y＝5e-0.5x，外指数渐近线是由内指数渐近线向上平移18.14mm所得，以介质基板下侧短边中心点为原点建立平面直角坐标系，两条指数渐近线的右端点分别为A和B，端点A和B由垂直线AB相连，端点A和B的坐标分别为A(14.182，46.175)、B(14.182，27.9)，外指数渐近线下端与垂直线CD相连，该垂直线CD两端点C、D的坐标分别为C(1.3，14.182)、D(1.3，0)，垂直线CD末端和内指数渐近线末端均与介质基板的边缘平齐，所述椭圆形贴片满足以下要求：符合公式实轴长度为15mm，虚轴长度为9mm；所述下层辐射单元印制在介质基板下表面，下层辐射单元的设计及尺寸满足以下要求：该下层辐射单元包括下层辐射贴片，下层辐射贴片的长度为55mm，宽度为38mm，导体贴片关于y轴方向对称，下层辐射贴片中的槽线包括圆形槽线、平行槽线和正弦振荡槽线，其中圆形槽线的圆心坐标O为(0,12.7)，半径为4mm，两条关于y轴方向对称的平行槽线一端与圆形槽线上部相连，该平行槽线之间的距离为1mm，平行槽线与圆形槽线相连的两端点的坐标分别为E(0.5，16.5)、F(-0.5，16.5)，平行槽线之间的圆形槽线为开口结构，平行槽线的另一端分别与两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线的一端相连，该正弦振荡槽线满足方程两条关于y轴方向对称的正弦振荡槽线分别延伸至介质基板前侧且两顶点处正弦振荡槽线开口大小为40mm，所述圆形槽线、平行槽线、正弦振荡槽线、下层辐射贴片外侧两条长边以及与x轴重合的下层辐射贴片短边构成的封闭图形形成下层辐射单元；所述金属微带馈线的一端与弧形贴片相连，金属微带馈线的另一端与介质基板底端相连；所述下层辐射单元的底端与介质基板底端相连。
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|---|---|
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2903235A1 (fr) * | 2006-06-28 | 2008-01-04 | Thomson Licensing Sas | Perfectionnement aux antennes a rayonnement longitudinal de type fente |
| EP1587163B1 (en) * | 2004-04-06 | 2008-11-05 | Thomson Licensing | A slot type antenna on a substrate with an ondulated surface profile |
| CN106025538A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 中国人民武装警察部队工程大学 | 电阻加载的小型化侧馈对趾Vivaldi天线 |
| CN206059652U (zh) * | 2016-09-30 | 2017-03-29 | 南京信息工程大学 | 一种小型化超宽带高增益Vivaldi天线 |
| CN206962009U (zh) * | 2016-10-27 | 2018-02-02 | 南京信息工程大学 | 一种加载梯型基板的对跖Vivaldi天线 |
-
2018
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1587163B1 (en) * | 2004-04-06 | 2008-11-05 | Thomson Licensing | A slot type antenna on a substrate with an ondulated surface profile |
| FR2903235A1 (fr) * | 2006-06-28 | 2008-01-04 | Thomson Licensing Sas | Perfectionnement aux antennes a rayonnement longitudinal de type fente |
| CN106025538A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 中国人民武装警察部队工程大学 | 电阻加载的小型化侧馈对趾Vivaldi天线 |
| CN206059652U (zh) * | 2016-09-30 | 2017-03-29 | 南京信息工程大学 | 一种小型化超宽带高增益Vivaldi天线 |
| CN206962009U (zh) * | 2016-10-27 | 2018-02-02 | 南京信息工程大学 | 一种加载梯型基板的对跖Vivaldi天线 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| KHABAT EBNABBASI: "《Vivaldi antenna taper design based on impedance matching》", 《2008 IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM》 * |
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