本發(fā)明涉及一種UWB帶阻天線，尤其是涉及一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，該天線可以抑制WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。

背景技術(shù)：

2002年2月，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)3.1-10.6GHz頻段用于商用通信，因此UWB得到廣泛的應(yīng)用。

然而，由于超寬帶通信覆蓋的頻帶較寬，有些頻帶與其它無線系統(tǒng)共用頻帶資源，有可能和其它系統(tǒng)相互干擾，如Wimax系統(tǒng)(3.2-3.5GHz)、WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)，(5.725-5.825GHz)和RFID系統(tǒng)(6.8GHz)。如何解決同頻干擾成為UWB研究重要內(nèi)容，因此具有阻帶特性的超寬帶天線有很高的實(shí)用價(jià)值。

近年來出現(xiàn)了很多超寬帶帶阻天線的設(shè)計(jì)思路，如輻射貼片上開槽、介質(zhì)板背面寄生金屬貼片、增加開環(huán)諧振腔、設(shè)計(jì)工作在不同頻帶的天線相互形成阻帶等。但這些方法都存在局限性，比如天線體積大，不利于系統(tǒng)集成；阻帶的中心頻率不易調(diào)節(jié)。本發(fā)明中，采用近年來受到廣泛關(guān)注的EBG結(jié)構(gòu)，形成帶阻特性。

電磁帶隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)結(jié)構(gòu)本身具有禁帶特性和同相反射的優(yōu)越性能，應(yīng)用于天線領(lǐng)域，可以有效地改善天線的輻射方向圖，提高增益，減小旁瓣和后瓣等，應(yīng)用于陣列天線，可減少天線間的相互耦合作用。(Electromagnetic Band Gap，EBG)結(jié)構(gòu)滿足了現(xiàn)代無線通信技術(shù)對(duì)高性能天線的要求，從而使得它在微波通信領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。

由于EBG結(jié)構(gòu)具有帶禁特性，能抑制特定頻段內(nèi)的電磁波在傳輸線上的傳輸，從而形成阻帶；且易于和微帶線集成，不會(huì)占用額外的空間；并且，阻帶的中心頻率易于調(diào)節(jié)。因此，EBG結(jié)構(gòu)非常適合應(yīng)用于超寬帶帶阻天線的設(shè)計(jì)中，制作體積小，成本低的超寬帶阻帶天線。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，該天線可以抑制UWB系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)的相互干擾。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：

本發(fā)明包括包括介質(zhì)基板(105)、形成于介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、菱形刻蝕分形結(jié)構(gòu)(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、米字型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)、折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)，形成于介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)；所述米字型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結(jié)構(gòu)(1032)構(gòu)成的正方形貼片結(jié)構(gòu)。

所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，其特征在于，米字型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)的單元晶格，其指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。

所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，其特征在于，折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)和米字型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)的單元晶格對(duì)稱分布于阻抗匹配輸入微帶線(102)兩側(cè)；每側(cè)各有6個(gè)單元晶格。

所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，其特征在于，輻射單元(101)為帶有菱形刻蝕分形結(jié)構(gòu)的圓形貼片。

所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，其特征在于，介質(zhì)基板(105)采用GML1000材料。

所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，其特征在于，所述阻帶的頻率在5.2GHz附近，避免了與WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。

該發(fā)明天線相對(duì)于現(xiàn)有的天線具有以下的特性和優(yōu)點(diǎn)：

設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、成本低廉。

米字交叉型EBG結(jié)構(gòu)的增加，不改變?cè)炀€通帶內(nèi)的良好的駐波比與方向圖；且具有阻帶帶寬窄的優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)正面示意圖。

圖2是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。

圖3是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)背面示意圖。

圖4是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的米字交叉型EBG結(jié)構(gòu)單元晶格結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的折線型EBG結(jié)構(gòu)單元晶格結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，該濾波器可以避免與WLAN系統(tǒng)的相互干擾。

下面結(jié)合附圖距離對(duì)發(fā)明做更詳細(xì)的描述：

如圖1所示，本發(fā)明的一種基于EBG結(jié)構(gòu)的UWB天線，介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、菱形刻蝕分形結(jié)構(gòu)(106)、米字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)，折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)，采用銅材料。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)例如圖2所示，介質(zhì)基板(105)是介電常數(shù)為3.2的GML1000材料。該介質(zhì)基板的厚度為0.762mm。

介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)采用銅材料。

如圖1所示，L1、L2、L3、L4、L5、L6的長(zhǎng)度分別為65mm、10mm、7.86mm、44.45mm、 1mm、0.8mm；如圖2所示，L10的長(zhǎng)度為0.762mm；如圖3所示，L2、L7、L8、L9的長(zhǎng)度分別為10mm、4.95mm、44mm、0.8mm。

米字交叉型EBG結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：根據(jù)微帶傳輸相關(guān)理論可知，電容C由單元晶格的指狀線(1031)獲得，電感L由單元晶格的米字交叉結(jié)構(gòu)(1032)獲得；指狀線(1031)和米字交叉結(jié)構(gòu)(1032)組成了諧振結(jié)構(gòu)，決定了單元晶格的諧振頻率和帶寬。同時(shí)，EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)與阻抗匹配輸入微帶線(102)間具有耦合作用導(dǎo)致電容C增大，使得諧振頻率降低、帶寬變窄。為實(shí)現(xiàn)WLAN頻段內(nèi)的阻帶特性，設(shè)計(jì)微帶線兩側(cè)各有6個(gè)單元晶格，如圖4所示，單元晶格L11、L12、L13、L14、L15、L16的長(zhǎng)度分別為0.885mm、2.4mm、0.15mm、0.15mm、0.1mm、4.32mm。