基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種在WLAN頻段具有陷波特性的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其組成包括：介質(zhì)基板（1），輻射貼片單元（2），U形結構槽（3），微帶傳輸線（4），接地面（5）。所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結構槽都印刷在介質(zhì)基板上表面。本實用新型結構緊湊，尺寸小巧，通過改變U形結構槽的尺寸和位置，可調(diào)整陷波頻率，解決超寬帶通信系統(tǒng)同頻干擾的問題。
【專利說明】基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種天線，具體設計一種基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，并且在此基礎之上實現(xiàn)在WLAN信號頻段的陷波功能。
【背景技術】
[0002]隨著移動通信的飛速發(fā)展，通信系統(tǒng)對天線帶寬的要求越來越高。自從美國聯(lián)邦通信委員會(Federal Communications Commission)在 2002 年 2 月 14 日允許 3.1一
10.6GHz頻段商用以來，超寬帶技術在學術和商業(yè)領域得到了更廣泛地關注，同時對超寬帶天線也提出了更高的要求，使之比傳統(tǒng)天線的設計更具挑戰(zhàn)性，主要表現(xiàn)在:天線除了需要具有超寬的工作頻帶(一般為3.1GHz-10.6GHz)，還要能夠保持尺寸的緊湊，重量的輕薄，并且易于與平面大規(guī)模電路集成。
[0003]然而，目前的超寬帶通信所占用的頻帶和無線局域網(wǎng)有共用的部分，因此需要設計的天線能夠降低給無線局域網(wǎng)帶來干擾，設計具有陷波特性的超寬帶天線成為目前研究的熱點。如果沒有適當?shù)脑O計來抑制諧波共振和寄生發(fā)射，天線將對附近的設備產(chǎn)生電磁干擾，危及系統(tǒng)本身和鄰近的系統(tǒng)的正常工作，特別是對目前使用的局域網(wǎng)系統(tǒng)造成干擾。添加濾波器是最常使用的解決此類問題的方法，但往往會造成天線和微波電路不匹配，甚至降低系統(tǒng)的整體效能，因此設計具有陷波特性的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線是解決此問題的常用方法之一，同時解決目前天線的結構和工藝比較復雜的問題。
實用新型內(nèi)容
[0004]本實用新型的目的是提供一種結構簡單，體積小巧，帶寬較寬的具有陷波特性的漸變型超寬帶天線，帶寬范圍在2.03?15.1GHz，阻抗帶寬達到174%，完全覆蓋超寬帶頻率范圍，并且在此基礎之上通過加載U形槽，在WLAN頻段實現(xiàn)陷波功能，減小WLAN信號的干擾。該天線可以使用在電子偵查、電子對抗等軍事設備和民用設備上。
[0005]本實用新型所述的技術方案是:
[0006]一種新型的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:包括介質(zhì)基板(1)，輻射貼片單元(2)，U形結構槽(3)，微帶傳輸線(4)，接地面(5)。所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結構槽都印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的接地面印刷在介質(zhì)基板的背面。
[0007]所述的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:輻射單元為漸變型梯形結構。
[0008]所述的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:輻射單元貼片上開U形結構槽。
[0009]具體結構:
[0010](I)本實用新型的輻射貼片單元采用漸變型臺階形結構展寬帶寬。
[0011](2)本實用新型所述的在輻射單元上刻U形結構槽，通過調(diào)節(jié)U形結構槽的具體尺寸調(diào)整陷波頻率的位置，從而實現(xiàn)超寬帶通信與互擾通信系統(tǒng)之間相互兼容協(xié)同通信。[0012](3)本實用新型天線具體尺寸:介質(zhì)基板寬Ws = 30mm,長Ls = 35mm,厚度h =
1.6謹,福射貼片單兀寬Wp = 15謹,長Lp = 14.5謹，Cl1 = 12.5謹,接地面長Lg = 11.3謹，福射單元貼片上漸變型臺階形的面積分別為:stepl = 1.5X 12mm2, step2 = lX9mm2,微帶傳輸線寬W1 = 3.5mm, U形結構槽s = 0.5mm, Lt = 3mm, Wt = 12mm。單層印制電路板工藝即可實現(xiàn)，結構簡單緊湊，體積小巧，加工方便，成本低，便于批量生產(chǎn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1為本實用新型的正面圖；
[0014]圖2為本實用新型的側面圖；
[0015]圖3為本實用新型的尺寸圖；
[0016]圖4為本實用新型的S參數(shù)仿真圖；
[0017]圖5為本實用新型的駐波比仿真圖；
[0018]圖6為本實用新型的在WLAN頻段駐波比仿真圖；
【具體實施方式】
[0019]天線實例:
[0020]如圖1所示，具有陷波特性的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其組成包括:介質(zhì)基板(I)，輻射貼片單元(2)，U形結構槽(3)，微帶傳輸線(4)，接地面(5)。所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結構槽都印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的接地面印刷在介質(zhì)基板的背面。具體尺寸:Ws = 30mm, Ls = 35mm, Wp = 15mm, Lp = 14.5mm, Cl1 = 12.5mm, Lg.3mm, step I = 1.5 X 12mm2, step2 = I X 9mm2, W1 = 3.5mm, h = 1.6mm, s = 0.5mm, Lt =3mm, Wt = 12mm, hi = 7.5mmn
[0021]所述的介質(zhì)基板為聚四氟乙烯材質(zhì),厚度1.6mm,相對介電常數(shù)為2.55。
[0022]所述的輻射單元具有漸變型臺階形結構，實現(xiàn)天線的超寬帶特性。
[0023]所述的微帶傳輸線特征阻抗50 Ω，線寬3.5mm,實現(xiàn)很好的阻抗匹配。
[0024]基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線具有很好的陷波特性。在圖3中可以看出，該天線的帶寬范圍為2.03?15.1GHz，達到超寬帶天線帶寬的要求，完全覆蓋超寬帶天線頻率范圍，且圖4中也可以看出天線駐波比小于等于2的阻抗帶寬2.03?15.1GHz，滿足超寬帶通信的需求。根據(jù)加載的U形槽結構，阻抗帶寬范圍內(nèi)實現(xiàn)陷波特性，其駐波比圖如圖5所示，可見在5.11?5.98GHz范圍內(nèi)值大于2，存在較大的反射波，頻率范圍正好覆蓋WLAN信號頻率段，即該通過加載的U行結構槽在WLAN信號頻段形成反射，可以有效的抑制WLAN頻段信號的干擾，很好的消除或者降低超寬帶天線對電磁的干擾，實現(xiàn)良好的通信需求。
【權利要求】
1.一種基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:介質(zhì)基板(1)，輻射貼片單元(2)，U形結構槽(3)，微帶傳輸線(4)，接地面(5)，所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結構槽都印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的接地面印刷在介質(zhì)基板的背面。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:輻射單元為漸變型臺階形結構。
3.根據(jù)權利要求1、2其中任一項所述的基于漸變型臺階形結構的超寬帶天線，其特征是:輻射單元貼片上開U形結構槽。
【文檔編號】H01Q1/52GK203760669SQ201320759729
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2013年11月27日 優(yōu)先權日:2013年11月27日
【發(fā)明者】金佳佳, 王姣, 張謝馥 申請人:哈爾濱飛羽科技有限公司