一種具有三陷波特性的超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種三陷波特性的超寬帶天線，涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電結(jié)構(gòu)，所述的接地板與輻射單元在同一面、接地板上刻蝕矩形寬縫隙、輻射單元為菱形結(jié)構(gòu)；在輻射單元刻蝕M形槽、接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調(diào)諧枝節(jié)。本發(fā)明具有如下有益效果：本發(fā)明實現(xiàn)了天線的超寬帶特性，工作頻段為3?12GHz，并且在3.2?3.7GHz、5.1?5.8GHz、8.2?8.7GHz頻段內(nèi)實現(xiàn)了天線的電壓駐波比大于2；本發(fā)明通過菱形輻射單元與接地板的矩形寬縫隙之間的耦合作用實現(xiàn)天線的超寬帶特性；本發(fā)明具有低剖面、結(jié)構(gòu)簡單、易于集成及成本低等優(yōu)點。
【專利說明】
一種具有三陷波特性的超寬帶天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有三陷波特性的超寬帶天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 超寬帶(Ultra Wideband，UWB)通信技術(shù)是一種新型短距離無線通信技術(shù)，隨著新 型智能無線通信系統(tǒng)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，以及生活水平的不斷提高，人們己經(jīng)不再僅 僅滿足于單調(diào)的文字和語音等簡單信息的通信傳遞，高清圖片，高清視頻，多媒體等大量復(fù) 雜信息的高速通信成為當今社會日益迫切的需求，對無線通信系統(tǒng)的帶寬、數(shù)據(jù)傳輸速率 和吞吐量提出了更高的要求，因此，超寬帶(UWB)技術(shù)已成為無線通信領(lǐng)域中最有競爭力和 發(fā)展前景的熱門技術(shù)之一，并且已經(jīng)廣泛應(yīng)用于無線監(jiān)控、多媒體業(yè)務(wù)、網(wǎng)絡(luò)商務(wù)和應(yīng)用、 高分辨率超寬帶雷達、探地雷達、精確定位系統(tǒng)等方面。
[0003] 2002年美國聯(lián)邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz頻段分配給UWB無線通信業(yè)務(wù)以 來，UWB通信系統(tǒng)引起了國內(nèi)外學術(shù)界和工業(yè)界的廣泛興趣并成為研究熱點;然而隨著各種 通信協(xié)議的不斷增多，頻譜資源也日益緊張，為了實現(xiàn)UWB通信系統(tǒng)與現(xiàn)有其他窄帶通信系 統(tǒng)能保持兼容，降低各個系統(tǒng)信號之間的潛在干擾，使用濾波器是一種最為常見的方法，但 是這樣一般會增加整個系統(tǒng)的復(fù)雜性，加大成本，也不利于系統(tǒng)的小型化;為了克服以上這 些困難，一種簡單有效的方法就是使用具有陷波特性的UWB天線，使UWB天線在所需要的阻 帶頻段內(nèi)呈現(xiàn)較大的反射系數(shù)，即具有陷波功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提出一種具有三陷波特性的超寬帶天 線，該天線具有超寬帶特性，解決了UWB通信系統(tǒng)與現(xiàn)有其他窄帶通信系統(tǒng)能的兼容性問 題。
[0005] 本發(fā)明通過如下技術(shù)方案實現(xiàn):一種具有三陷波特性的超寬帶天線，包括接地板、 輻射單元、輻射貼片基板和饋電結(jié)構(gòu)，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元 位于輻射貼片基板的中央，所述的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩 形寬縫隙，所述的輻射單元為菱形結(jié)構(gòu);在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上 端刻蝕對稱的雙L形調(diào)諧枝節(jié)。
[0006] 作為優(yōu)選，整個天線尺寸W X L X Η為32mm X 32mm X 0 · 508mm。
[0007] 作為優(yōu)選，天線的饋電結(jié)構(gòu)采用共面波導(dǎo)饋電線。
[0008 ]作為優(yōu)選，天線的饋電結(jié)構(gòu)寬度s = 1.0mm，饋電結(jié)構(gòu)與接地板的縫隙g = 0.3mm。
[0009] 作為優(yōu)選，輻射貼片基板采用厚度為0.508mm，相對介電常數(shù)為3.66、損耗角正切 為0.0037的Rogers 4350B介質(zhì)基板。
[0010] 作為優(yōu)選，輻射貼片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
[0011] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:本發(fā)明實現(xiàn)了天線的超寬帶特性，工 作頻段為3-12GHz，并且在3 · 2-3 · 7GHz、5 · 1-5 · 8GHz、8 · 2-8 · 7GHz頻段內(nèi)實現(xiàn)了天線的電壓 駐波比大于2;本發(fā)明采用共面波導(dǎo)饋電線，天線的輻射單元和接地板在同一面，天線的輻 射單元為菱形結(jié)構(gòu)，接地板上刻蝕矩形寬縫隙槽，通過菱形輻射單元與接地板的矩形寬縫 隙之間的耦合作用實現(xiàn)天線的超寬帶特性;本發(fā)明具有低剖面、結(jié)構(gòu)簡單、易于集成及成本 低等優(yōu)點。
【附圖說明】
[0012] 圖1具有三陷波特性的超寬帶天線結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013] 其中，輻射貼片基板1、共面波導(dǎo)饋電線2、菱形輻射單元3、矩形寬縫隙接地板4、M 形槽5、雙L形調(diào)諧枝節(jié)6;
[00?4]圖2具有三陷波特性的超寬帶天線電壓駐波比仿真（s i mu 1 a t e d )和測試 (measured)圖；
[0015] 圖3具有三陷波特性的超寬帶天線增益(Gain)仿真圖。
【具體實施方式】
[0016] 以下結(jié)合附圖對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進一步說明。
[0017] 一種具有三陷波特性的超寬帶天線包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電 結(jié)構(gòu)，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元位于輻射貼片基板的中央，所述 的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩形寬縫隙，所述的輻射單元為菱 形結(jié)構(gòu);在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調(diào)諧枝節(jié)。
[0018] 進一步地，整個天線尺寸w X L X Η為32謹X 32謹X 0 · 508謹。
[0019] 進一步地，天線的饋電結(jié)構(gòu)采用共面波導(dǎo)饋電線。
[0020] 進一步地，天線的饋電結(jié)構(gòu)寬度s = 1.0mm，饋電結(jié)構(gòu)與接地板的縫隙g = 0.3mm。
[0021] 進一步地，輻射貼片基板采用厚度為0.508mm，相對介電常數(shù)為3.66、損耗角正切 為0.0037的Rogers 4350B介質(zhì)基板。
[0022] 進一步地，輻射貼片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
[0023] 實施例，如圖1所示，超寬帶天線包括輻射貼片基板1、共面波導(dǎo)饋電線2、菱形輻射 單元3、矩形寬縫隙接地板4、M形槽5、雙L形調(diào)諧枝節(jié)6;共面波導(dǎo)饋電線2、菱形輻射單元3、 矩形寬縫隙接地板4、M形槽5和雙L形調(diào)諧枝節(jié)6分別位于輻射貼片基板1的正面，其中矩形 寬縫隙接地板4位于輻射貼片基板1的四周，菱形輻射單元3位于輻射貼片基板1的中央并在 菱形輻射單元3上刻蝕Μ形槽5,在矩形寬縫隙的上方添加雙L形調(diào)諧枝節(jié)6。
[0024] 天線的結(jié)構(gòu)有參數(shù)1^1、1^2、七3、1^1、1^2、1^3、吐和1^所決定，如表1所示。
[0025]表1.三陷波超寬帶天線的相關(guān)參數(shù)(單位:mm)
[0027] 原理說明：本發(fā)明通過共面波導(dǎo)饋電線饋入，然后通過菱形輻射單元與矩形接地 板之間的耦合作用實現(xiàn)天線的超寬帶特性;通過菱形輻射單元的Μ形槽實現(xiàn)超寬帶天線的 陷波特性;通過接地板矩形寬縫隙上端的對稱的雙L形調(diào)諧枝節(jié)實現(xiàn)超寬帶天線的另外兩 個陷波特性。
[0028] 在天線輻射貼片刻蝕開槽，這種輻射貼片上的窄縫隙結(jié)構(gòu)是最早被提出和最為常 用的諧振結(jié)構(gòu)。其基本原理是相當于在天線的傳輸線模型中串聯(lián)了短路枝節(jié)，根據(jù)經(jīng)驗公 式，縫隙長度一般等于所需要阻帶頻帶中心頻率對應(yīng)波長的一半，用公式表示為
[0030]其中，1為槽的長度，c為光速，er為基板的相對介電常數(shù)。
[0031]本發(fā)明達到了如下工作參數(shù):天線電壓駐波比小于2的工作帶寬為3-12GHZ，并在 3.2-3.7GHz、5.1-5.8GHz、8.2-8.7GHz這三個頻段的電壓駐波比大于2;天線在工作頻段內(nèi) 的增益為2-5dBi，而在3.3GHz、5.4GHz、8.4GHz增益分別下降至-4dBi、-9dBi和-8dBi ;同時 該天線還具有低剖面、結(jié)構(gòu)簡單、容易加工、成本低的特點。
[0032]雖然本發(fā)明以較佳實施實例公開如上，但它們并不是用來限定發(fā)明，任何熟悉此 技藝者，在不脫離本發(fā)明之精神和范圍內(nèi)，自當可做各種變化和潤飾，因此本發(fā)明的保護范 圍應(yīng)當以本申請的權(quán)利要求保護范圍所界定的為準。
【主權(quán)項】
1. 一種具有三陷波特性的超寬帶天線，包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電結(jié) 構(gòu)，其特征在于，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元位于輻射貼片基板的 中央，所述的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩形寬縫隙，所述的輻射 單元為菱形結(jié)構(gòu);在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調(diào) 諧枝節(jié)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，整個天線尺 寸W X L X Η為32mm X 32mm X Ο · 508mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，天線的 饋電結(jié)構(gòu)采用共面波導(dǎo)饋電線。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，天線的饋電 結(jié)構(gòu)寬度s = 1. Omm，饋電結(jié)構(gòu)與接地板的縫隙g = 0.3mm。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，輻射貼片基 板采用厚度為〇.508mm，相對介電常數(shù)為3.66、損耗角正切為0.0037的Rogers 4350B介質(zhì)基 板。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，輻射貼 片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
【文檔編號】H01Q1/38GK106025531SQ201610530090
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發(fā)明人】張昕, 湯恒亮, 李繼嵐
【申請人】五邑大學