一種雙陷波超寬帶天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及的是一種平面印制天線，特別涉及一種雙陷波超寬帶天線。
【背景技術】
[0002]超寬帶技術是一種新型的無線通信技術，解決了困擾傳統(tǒng)無線技術多年的有關傳播方面的重大難題，它具有對信道衰落不敏感、發(fā)射信號功率譜密度低、低截獲能力、系統(tǒng)復雜度低、能提供到厘米的定位精度等優(yōu)點。自從2002年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz的超寬帶頻段劃歸商業(yè)頻段，超寬帶平面天線由于其體積小、帶寬寬、一定的輻射效率、全向輻射特性、簡單的制作工藝、低成本、易集成和高傳輸速率等優(yōu)點成為了通信系統(tǒng)的主要研宄方向。但是由于現(xiàn)有IEEE 802.1la無線局域網(wǎng)(WLAN)、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)和用于衛(wèi)星通信的C波段及X波段也在超寬帶頻段范圍內，使超寬帶通信與這些窄帶通信系統(tǒng)相互干擾，嚴重影響各自通信系統(tǒng)的通信質量。為了有效抑制超寬帶通信與這些通信系統(tǒng)之間的互相干擾，在傳統(tǒng)的超寬帶系統(tǒng)應用中，超寬帶系統(tǒng)可以利用濾波器濾除這些頻段的干擾。然而，濾波器的使用將會增大超寬帶系統(tǒng)的復雜性，增加生產(chǎn)成本，同時受到天線和濾波器不可能無限制被超小型化。
[0003]公告號為CN 102790266 B發(fā)明名稱超寬帶雙陷波天線公開了一種超寬帶雙陷波天線，它包括介質基板、共面波導接地面、微帶輻射貼片和共面波導饋線；所述的共面波導接地面、微帶輻射貼片和共面波導饋線都固定于介質基板上表面；所述的微帶輻射貼片位于介質基板的中部，共面波導饋線從介質基板邊緣引向微帶輻射貼片并與其連接，共面波導接地面由兩片矩形金屬平面結構構成，分別固定于共面波導饋線兩側且與微帶輻射貼片具有間隙。
【發(fā)明內容】
[0004]本發(fā)明要解決的技術問題是:提供一種與現(xiàn)有技術不同的結構簡單、易于實現(xiàn)、加工成本低、兼容FCC超寬帶工作頻帶、具有阻抗特性的雙陷波超寬帶天線，既避免超寬帶通信與現(xiàn)有IEEE 802.1la無線局域網(wǎng)(WLAN)、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)和用于衛(wèi)星通信的C波段及X波段等窄帶通信系統(tǒng)相互干擾，提高超寬帶通信系統(tǒng)的性能又不提高成本。
[0005]本發(fā)明提供的技術方案是:一種雙陷波超寬帶天線，包括介質基板、接地面、微帶輻射貼片和微帶饋線，微帶輻射貼片和微帶饋線固定于介質基板的正面，微帶饋線從介質基板邊緣引向微帶輻射貼片并相連接，微帶輻射貼片呈“凸”字型，在微帶輻射貼片大頭端以微帶輻射貼片中軸線左右對稱設有兩個階梯型槽，每個階梯型槽由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽組成，第一水平槽靠近微帶輻射貼片小頭端，第二水平槽遠離微帶輻射貼片小頭端，第一水平槽與第二水平槽平行，垂直槽處于第一水平槽和第二水平槽之間，垂直槽與第一水平槽和第二水平槽連接，第一水平槽和第二水平槽長度相等且兩者長度之和小于垂直槽的長度，左側階梯型槽的第一水平槽左側邊緣與微帶輻射貼片左側邊緣重合，右側階梯型槽的第一水平槽右側邊緣與微帶輻射貼片右側邊緣重合，在微帶輻射貼片小頭端設有一個半封閉環(huán)狀槽，每個階梯型槽和半封閉環(huán)狀槽的長度均為所抑制頻帶中心頻率的二分之一波長或四分之一波長，接地面為金屬平面結構，且固定于介質基板的反面。
[0006]進一步地，半封閉環(huán)狀槽關于微帶輻射貼片中軸線對稱，半封閉環(huán)狀槽開口朝向微帶輻射貼片大頭端且開口寬度為半封閉環(huán)狀槽槽寬的2-4倍。此特征是通過調節(jié)槽寬及開口距離可以控制所抑制頻帶寬度。
[0007]進一步地，半封閉環(huán)狀槽為半封閉矩形環(huán)狀槽或者半封閉的“C”形環(huán)狀槽。
[0008]進一步地，接地面關于介質基板中軸線對稱，介質基板中軸線與微帶輻射貼片中軸線重合，接地面的左右側邊緣與介質基板左右側邊緣重合。
[0009]進一步地，在接地面上設置一矩形開口槽，中矩形開口槽關于介質基板軸線對稱，矩形開口槽的開口方向是朝向微帶輻射貼片大頭端。開槽使得天線在高頻處阻抗匹配的穩(wěn)定性有了很好的改善。
[0010]進一步地，介質基板為聚四氟乙烯材質，相對介電常數(shù)為2?8，其介電損耗角正切值不大于10_3。此結構為常用介質基板，有利于實現(xiàn)了超寬帶阻抗帶寬。
[0011]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明結構簡單，使用印制電路板工藝即可實現(xiàn)，平面尺寸小巧便于和無線通信設備集成，實現(xiàn)了超寬帶阻抗帶寬，利用雙“Z”形槽縫隙和半封閉環(huán)狀槽縫隙分別在阻抗帶寬內實現(xiàn)兩陷波點，通過調整槽結構和尺寸，使陷波點位于超寬帶頻帶內互擾頻點，使其阻隔現(xiàn)有IEEE 802.1la無線局域網(wǎng)(WLAN)、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)和用于衛(wèi)星通信的C波段及X波段等窄帶通信頻點上的無線信號，實現(xiàn)超寬帶通信與這些窄帶通信系統(tǒng)相互兼容協(xié)同通信，本發(fā)明實施簡單，工藝成熟，自動化程度高，生產(chǎn)成本低廉，其應用范圍較廣。
【附圖說明】
[0012]圖la、圖1b分別是本發(fā)明實施例的正面圖、反面圖。
[0013]圖2是本發(fā)明實施例的駐波比曲線圖。
[0014]圖3是本發(fā)明實施例在3.1GHz的方向圖。
[0015]圖4是本發(fā)明實施例在4.5GHz的方向圖。
[0016]圖5是本發(fā)明實施例在8GHz的方向圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
[0018]如圖la、圖1b所示，一種雙陷波超寬帶天線，包括介質基板1、接地面3、微帶福射貼片2和微帶饋線4，微帶輻射貼片2和微帶饋線4固定于介質基板I的正面，微帶饋線4從介質基板I邊緣引向微帶輻射貼片2并相連接，微帶輻射貼片2呈“凸”字型，在微帶輻射貼片2大頭端以微帶輻射貼片2中軸線左右對稱設有兩個階梯型槽21，每個階梯型槽21由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽組成，第一水平槽靠近微帶輻射貼片2小頭端，第二水平槽遠離微帶輻射貼片2小頭端，第一水平槽與第二水平槽平行，垂直槽處于第一水平槽和第二水平槽之間，垂直槽的一端部與第一水平槽一端部連接，垂直槽的另一端部與第二水平槽一端部連接，第一水平槽和第二水平槽長度相等且兩者長度之和小于垂直槽的長度，優(yōu)選的，第一水平槽、第二水平槽與垂直槽的槽寬均相等，左側階梯型槽的第一水平槽左側邊緣與微帶輻射貼片2左側邊緣重合，右側階梯型槽的第一水平槽右側邊緣與微帶輻射貼片2右側邊緣重合，在微帶輻射貼片2小頭端設有一個半封閉環(huán)狀槽22，每個階梯型槽21和半封閉環(huán)狀槽的長度22均為所抑制頻帶中心頻率的二分之一波長或四分之一波長，其中所抑制頻帶理論上是覆蓋所有頻帶，優(yōu)選的，所抑制頻帶為現(xiàn)有IEEE 802.1la無線局域網(wǎng)WLAN、全球微波互聯(lián)接入(WiMAX)和用于衛(wèi)星通信的C波段及X波段的頻帶，接地面3為金屬平面結構，且固定于介質基板I的反面，尤其是介質基板I的反面中部區(qū)域，或者介質基板I反面上的與微帶饋線4相背的區(qū)域。優(yōu)選的，半封閉環(huán)狀槽22關于微帶輻射貼片2中軸線對稱，半封閉環(huán)狀槽22開口朝向微帶輻射貼片2大頭端且開口寬度為半封閉環(huán)狀槽22槽寬的2-4倍，半封閉環(huán)狀槽22可以為半封閉矩形環(huán)狀槽或者半封閉的“C”形環(huán)狀槽。
[0019]優(yōu)選的，接地面3關于介質基板I中軸線對稱，介質基板中軸線與微帶輻射貼片中軸線重合，接地面3的左右側邊緣與介質基板I左右側邊緣重合。在接地面3上設置一矩形開口槽31，矩形開口槽31關于介質基板軸線對稱，矩形開口槽31的開口方向是朝向微帶輻射貼片2大頭端。介質基板I為聚四氟乙烯材質，相對介電常數(shù)為2?8，其介電損耗角正切值不大于10_3。
[0020]圖2為本發(fā)明實施例的駐波比數(shù)據(jù)圖，從附圖2中可以看出天線阻抗帶寬滿足FCC超寬帶通信要求，且天線分別在4GHz，5.5GHz設置兩個陷波點，可有效隔離在此頻段下的WiMAX、WLAN信號以及C波段的信號，從而使用此天線的超寬帶通信設備可以與WiMAX、WLAN通信設備協(xié)同通信，互補干擾。圖3、圖4、圖5分別為本發(fā)明實施例的工作頻點方向圖，可見此天線方向性良好，可以滿足使用者的需求。
【主權項】
1.一種雙陷波超寬帶天線，包括介質基板(1)、接地面(3)、微帶輻射貼片(2)和微帶饋線(4)，微帶輻射貼片(2)和微帶饋線(4)固定于介質基板(I)的正面，微帶饋線(4)從介質基板(I)邊緣引向微帶輻射貼片(2)并相連接，其特征在于，微帶輻射貼片(2)呈“凸”字型，在微帶輻射貼片(2)大頭端以微帶輻射貼片(2)中軸線左右對稱設有兩個階梯型槽(21)，每個階梯型槽(21)由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽組成，第一水平槽靠近微帶輻射貼片(2)小頭端，第二水平槽遠離微帶輻射貼片(2)小頭端，第一水平槽與第二水平槽平行，垂直槽處于第一水平槽和第二水平槽之間，垂直槽與第一水平槽和第二水平槽連接，第一水平槽和第二水平槽長度相等且兩者長度之和小于垂直槽的長度，左側階梯型槽(21)的第一水平槽左側邊緣與微帶輻射貼片(2)左側邊緣重合，右側階梯型槽(21)的第一水平槽右側邊緣與微帶輻射貼片(2)右側邊緣重合，在微帶輻射貼片(2)小頭端設有一個半封閉環(huán)狀槽(22)，每個階梯型槽(21)和半封閉環(huán)狀槽的長度(22)均為所抑制頻帶中心頻率的二分之一波長或四分之一波長，接地面(3)為金屬平面結構，且固定于介質基板(I)的反面。
2.如權利要求1所述的一種雙陷波超寬帶天線，其特征在于，半封閉環(huán)狀槽(22)關于微帶輻射貼片(2)中軸線對稱，半封閉環(huán)狀槽(22)開口朝向微帶輻射貼片(2)大頭端且開口寬度為半封閉環(huán)狀槽(22)槽寬的2-4倍。
3.如權利要求2所述的一種雙陷波超寬帶天線，其特征在于，半封閉環(huán)狀槽(22)為半封閉矩形環(huán)狀槽或者半封閉的“C”形環(huán)狀槽。
4.如權利要求1-3任意一項所述的一種雙陷波超寬帶天線，其特征在于，接地面(3)關于介質基板(I)中軸線對稱，介質基板中軸線與微帶輻射貼片中軸線重合，接地面(3)的左右側邊緣與介質基板(I)左右側邊緣重合。
5.如權利要求4所述的一種雙陷波超寬帶天線，其特征在于，在接地面(3)上設置一矩形開口槽(31)，矩形開口槽(31)關于介質基板軸線對稱，矩形開口槽(31)的開口方向是朝向微帶輻射貼片(2)大頭端。
6.如權利要求5所述的一種雙陷波超寬帶天線，其特征在于，介質基板(I)為聚四氟乙稀材質，相對介電常數(shù)為2?8，其介電損耗角正切值不大于1(Γ3。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙陷波超寬帶天線，主要在微帶輻射貼片大頭端以微帶輻射貼片中軸線左右對稱設有兩個階梯型槽，每個階梯型槽由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽組成，第一水平槽和第二水平槽長度相等且兩者長度之和小于垂直槽的長度，左側階梯型槽的第一水平槽左側邊緣與微帶輻射貼片左側邊緣重合，右側階梯型槽的第一水平槽右側邊緣與微帶輻射貼片右側邊緣重合，在微帶輻射貼片小頭端設有一個半封閉環(huán)狀槽，每個階梯型槽和半封閉環(huán)狀槽的長度均為所抑制頻帶中心頻率的二分之一波長或四分之一波長，本發(fā)明能實現(xiàn)超寬帶通信與互擾通信系統(tǒng)相互兼容協(xié)同通信。
【IPC分類】H01Q13-08, H01Q1-38, H01Q1-48, H01Q13-10
【公開號】CN104733842
【申請?zhí)枴緾N201510088555
【發(fā)明人】張旭翔, 王鳳, 吉鎮(zhèn)峰, 劉豫東
【申請人】南京信息職業(yè)技術學院
【公開日】2015年6月24日
【申請日】2015年2月26日