CN103594788A - 开槽式双带阻特性的超宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种开槽式双带阻特性的超宽带天线。它包括基板、圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；基板设有圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板；圆形贴片下部设有圆弧形开槽，圆形贴片上部设有大开槽，左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板上分别设有左L形开槽和右L形开槽；阻抗匹配输入传输线的顶端与圆形贴片下端相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，左侧矩形金属接地板下端与基板左侧下端相连，右侧矩形金属接地板下端与基板右侧下端相连。本发明具有辐射特性好，损耗低，结构简单紧凑，质量轻，制作方便，易于集成等优点。
Description
技术领域
本发明涉及天线，尤其涉及一种开槽式双带阻特性的超宽带天线。
背景技术
天线是任何无线电系统必不可少的组件。它的功能是辐射或者接收无线电波。它把被导电磁波转变为自由空间的无线电波（在发射系统中），或者做相反的变换（在接收系统中），从而在任意两点之间实现无线电信号的传递。天线的发明使得电磁频谱成为人类最大的可重复使用的自然资源之一。随着社会的进步，科学技术的发展，无线电频谱不断地得到开拓，无线电系统的带宽也不断地扩展，促进了二十世纪末一门新的学科—超宽带电磁学的诞生。超宽带电磁学指出，时域电磁波也是人类非常重要的自然资源，而且是尚待开发、非常宝贵的自然资源。
天线理论与技术已经有了很长的发展历史，无数的学者研制出了能满足各种无线电系统要求的天线。无论无线电如何发展，天线都是不可替代的。超宽带无线电系统要求超宽带天线来完成超宽带被导电磁波和自由空间无线电波之间的转变工作。超宽带天线与常规的窄带天线在辐射原理上并没有本质区别，超宽带天线是在常规的窄带天线基础上发展起来的，其主要研究内容是探索频带宽度极大地扩展之后给天线带来的新理论、新技术和新方法。
发明内容
本发明提供一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，技术方案如下：
开槽式双带阻特性的超宽带天线包括基板、圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板、右侧矩形金属接地板；基板设有圆形贴片、阻抗匹配输入传输线、左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板；圆形贴片下部设有圆弧形开槽，圆形贴片上部设有大开槽，左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板上分别设有左L形开槽和右L形开槽；阻抗匹配输入传输线的顶端与圆形贴片下端相连，阻抗匹配输入传输线的底端与基板的底端相连，左侧矩形金属接地板下端与基板左侧下端相连，右侧矩形金属接地板下端与基板右侧下端相连。
所述的基板为玻璃纤维环氧树脂材料，基板的长度为26mm～28mm，宽度为35mm～37mm。所述的圆形贴片的半径为8.5mm～9.0mm。所述的阻抗匹配输入传输线的长度为17.2mm～17.5mm，宽度为3mm～4mm。所述的左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板尺寸参数相同，长度均为11mm～12mm，宽度均为16mm～17mm。所述的圆弧形开槽的内半径为6.5 mm～7.0mm，开槽宽度为0.4 mm～0.6mm，圆弧所对应的圆心角为160°～180°。所述的大开槽由一个矩形和一个半圆组成，矩形的长度为8.2 mm～8.5mm，宽度为6mm～7mm，半圆的半径为3 mm～4mm。所述的左L形开槽和右L形开槽尺寸参数相同，开槽的总长度均为5mm～6mm，总宽度均为11mm～12mm；开槽宽度均为0.5mm～1.0mm。
本发明的开槽式双带阻特性的超宽带天线具有辐射特性好，损耗低，结构简单紧凑，质量轻，制作方便，易于集成等优点。
附图说明：
图1是开槽式双带阻特性的超宽带天线的结构示意图；
图2是开槽式双带阻特性的超宽带天线的S参数曲线图；
图3是天线在3.05GHz时的E面、H面辐射方向图；
图4是天线在4.18GHz时的E面、H面辐射方向图；
图5是天线在8.50GHz时的E面、H面辐射方向图。
具体实施方式
如图1所示，开槽式双带阻特性的超宽带天线包括基板1、圆形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、左侧矩形金属接地板4、右侧矩形金属接地板5；基板1设有圆形贴片2、阻抗匹配输入传输线3、左侧矩形金属接地板4和右侧矩形金属接地板5；圆形贴片2下部设有圆弧形开槽6，圆形贴片2上部设有大开槽7，左侧矩形金属接地板4和右侧矩形金属接地板5上分别设有左L形开槽8和右L形开槽9；阻抗匹配输入传输线3的顶端与圆形贴片2下端相连，阻抗匹配输入传输线3的底端与基板1的底端相连，左侧矩形金属接地板4下端与基板1左侧下端相连，右侧矩形金属接地板5下端与基板1右侧下端相连。
所述的基板1为玻璃纤维环氧树脂材料，基板1的长度为26mm～28mm，宽度为35mm～37mm。所述的圆形贴片2的半径为8.5mm～9.0mm。所述的阻抗匹配输入传输线3的长度为17.2mm～17.5mm，宽度为3mm～4mm。所述的左侧矩形金属接地板4和右侧矩形金属接地板5尺寸参数相同，长度均为11mm～12mm，宽度均为16mm～17mm。所述的圆弧形开槽6的内半径为6.5 mm～7.0mm，开槽宽度为0.4 mm～0.6mm，圆弧所对应的圆心角为160°～180°。所述的大开槽7由一个矩形和一个半圆组成，矩形的长度为8.2 mm～8.5mm，宽度为6mm～7mm，半圆的半径为3 mm～4mm。所述的左L形开槽8和右L形开槽9尺寸参数相同，开槽的总长度均为5mm～6mm，总宽度均为11mm～12mm；开槽宽度均为0.5mm～1.0mm。
实施例1
开槽式双带阻特性的超宽带天线：
选择介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂材料制作微带基板，厚度为0.8mm。基板的长度为26mm，宽度为35mm。圆形贴片的半径为8.5mm。阻抗匹配输入传输线的长度为17.2mm，宽度为3mm。左侧矩形金属接地板和右侧矩形金属接地板尺寸参数相同，长度均为11mm，宽度均为16mm。圆弧形开槽的内半径为6.5 mm，开槽宽度为0.4 mm，圆弧所对应的圆心角为160°。大开槽由一个矩形和一个半圆组成，矩形的长度为8.2 mm，宽度为6mm，半圆的半径为3 mm。左L形开槽和右L形开槽尺寸参数相同，开槽的总长度均为5mm，总宽度均为11mm；开槽宽度均为0.5mm。开槽式双带阻特性的超宽带天线的各项性能指标采用CST软件进行测试，所得的S参数曲线如附图2。由图可见，-10dB以下的工作频段为2.78GHz～3.23GHz，3.98GHz～4.90GHz和6.82GHz～10.0GHz。图3所示为天线在3.05GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为2.1dBi，半功率波瓣宽度为82.6°。图4所示为天线在4.18GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为3.5dBi，半功率波瓣宽度为76.6°。图5所示为天线在8.50GHz时的E面和H面方向图，由图可见，增益为2.9dBi，半功率波瓣宽度为85.0°。
Claims (8)
1. 一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于包括基板（1）、圆形贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、左侧矩形金属接地板（4）、右侧矩形金属接地板（5）；基板（1）设有圆形贴片（2）、阻抗匹配输入传输线（3）、左侧矩形金属接地板（4）和右侧矩形金属接地板（5）；圆形贴片（2）下部设有圆弧形开槽（6），圆形贴片（2）上部设有大开槽（7），左侧矩形金属接地板（4）和右侧矩形金属接地板（5）上分别设有左L形开槽（8）和右L形开槽（9）；阻抗匹配输入传输线（3）的顶端与圆形贴片（2）下端相连，阻抗匹配输入传输线（3）的底端与基板（1）的底端相连，左侧矩形金属接地板（4）下端与基板（1）左侧下端相连，右侧矩形金属接地板（5）下端与基板（1）右侧下端相连。
2. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的基板（1）为玻璃纤维环氧树脂材料，基板（1）的长度为26mm～28mm，宽度为35mm～37mm。
3. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的圆形贴片（2）的半径为8.5mm～9.0mm。
4. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入传输线（3）的长度为17.2mm～17.5mm，宽度为3mm～4mm。
5. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的左侧矩形金属接地板（4）和右侧矩形金属接地板（5）尺寸参数相同，长度均为11mm～12mm，宽度均为16mm～17mm。
6. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的圆弧形开槽（6）的内半径为6.5 mm～7.0mm，开槽宽度为0.4 mm～0.6mm，圆弧所对应的圆心角为160°～180°。
7. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的大开槽（7）由一个矩形和一个半圆组成，矩形的长度为8.2 mm～8.5mm，宽度为6mm～7mm，半圆的半径为3 mm～4mm。
8. 如权利要求1所述的一种开槽式双带阻特性的超宽带天线，其特征在于所述的左L形开槽（8）和右L形开槽（9）尺寸参数相同，开槽的总长度均为5mm～6mm，总宽度均为11mm～12mm；开槽宽度均为0.5mm～1.0mm。
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