基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天線，具體設(shè)計一種基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，并且在此基礎(chǔ)之上實現(xiàn)在WLAN信號頻段的陷波功能。
【背景技術(shù)】
[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 Communicat1ns Commiss1n)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(shù)在學術(shù)和商業(yè)領(lǐng)域得到了更廣泛地關(guān)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(shè)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(shè)計的天線能夠降低給無線局域網(wǎng)帶來干擾，設(shè)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(shè)計來抑制諧波共振和寄生發(fā)射，天線將對附近的設(shè)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(shè)計具有陷波特性的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)和工藝比較復雜的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(shè)備和民用設(shè)備上。
[0005]本發(fā)明所述的技術(shù)方案是:
[0006]基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:包括介質(zhì)基板，輻射貼片單元，U形結(jié)構(gòu)槽，微帶傳輸線，接地面。所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:輻射單元為漸變型梯形結(jié)構(gòu)。
[0008]所述的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:輻射單元貼片上開U形結(jié)構(gòu)槽。
[0009]具體結(jié)構(gòu):
[0010](I)本發(fā)明的輻射貼片單元采用漸變型臺階形結(jié)構(gòu)展寬帶寬。
[0011 ] ( 2)本發(fā)明所述的在輻射單元上刻U形結(jié)構(gòu)槽，通過調(diào)節(jié)U形結(jié)構(gòu)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)本發(fā)明天線具體尺寸為 Ws = 30mm, Ls = 35mm, Wp = 15mm, Lp = 14.5mm, Cl1=12.5mm, Lg = 11.3mm, step I = 1.5 X 12mm2, step2 = I X 9mm2, W1 = 3.5mm, h = 1.6mm,s = 0.5mm, Lt = 3mm, Wt = 12mm, hi = 7.5mm。單層印制電路板工藝即可實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小巧，加工方便，成本低，便于批量生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明的正面圖；
[0014]圖2為本發(fā)明的側(cè)面圖；
[0015]圖3為本發(fā)明的尺寸圖；
[0016]圖4為本發(fā)明的S參數(shù)仿真圖；
[0017]圖5為本發(fā)明的駐波比仿真圖；
[0018]圖6為本發(fā)明的在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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)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。
【主權(quán)項】
1.基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:包括介質(zhì)基板，輻射單元，微帶傳輸線，U形結(jié)構(gòu)槽，接地面，所述的輻射單元、微帶傳輸線、U形結(jié)構(gòu)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(quán)利要求1所述的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:輻射單元為漸變型臺階形結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:輻射單元貼片上開U形結(jié)構(gòu)槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3所述的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，其特征是:具體尺寸:Ws = 30mm，Ls = 35mm，Wp = 15mm，Lp = 14.5mm，Ci1 = 12.5mm，Lg = 11.3mm，step I=L 5 X 12mm2，step2 = IX ^m2iW1 = 3.5mm，h = 1.6mm，s = 0.5mm，Lt = 3mm，Wt = 12mm，hi = 7.5mm。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種在WLAN頻段具有陷波特性的基于漸變型臺階形結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)槽都印刷在介質(zhì)基板上表面。本發(fā)明結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小巧，通過改變U形結(jié)構(gòu)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。
【IPC分類】H01Q9-04, H01Q13-10, H01Q1-52
【公開號】CN104681994
【申請?zhí)枴緾N201310616444
【發(fā)明人】金佳佳, 張冰然, 王姣
【申請人】哈爾濱飛羽科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年11月27日