CN105024164A

CN105024164A - 一种基于u形槽和l型寄生条带的超宽带天线

Info

Publication number: CN105024164A
Application number: CN201510369879.1A
Authority: CN
Inventors: 蔡桂钧
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-06-29
Filing date: 2015-06-29
Publication date: 2015-11-04

Abstract

本发明涉及属于超宽带天线技术领域，尤其是一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，包括介质基板、接地板、辐射贴片、微带馈线、同轴电缆和两个寄生条带，所述同轴电缆设置在介质基板一侧，所述接地板紧贴所述介质基板的下表面，所述辐射贴片上嵌入有U形槽，辐射贴片紧贴所述介质基板的上表面，所述微带馈线位于所述介质基板上表面，微带馈线一端连接辐射贴片、另一端连接所述同轴电缆的内导体，所述寄生条带为L型寄生条带，两个寄生条带设置在介质基板上表面，并对称位于所述微带馈线两侧。本发明具有结构紧凑、简单、易于制造的优点，实现了在3-11.1GHz频带范围内良好的阻抗特性、辐射方向特性。

Description

一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线

技术领域

本发明涉及属于超宽带天线技术领域，尤其是一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线。

背景技术

现代的通信系统对带宽的高要求之下，同时还要求通信系统具有高的传输速度。超宽带(UWB)技术具有高传输速率、合理的图像解析和高安全性等优点，在无线通信、微波成像和电子对抗等诸多领域具有广阔的应用前景。超宽带天线是超宽带通信系统的关键部件之一，其特性直接影响着整个系统的性能。随着美国联邦通信委员会(FCC)批准将3.1—10.6GHz作为短距离无线通信频段，超宽带天线技术越发受到了人们的关注，人们对超宽带天线的设计，也并不拘泥于UWB频段，而是对于超宽带天线提出了越来越高的要求，尤其是在超宽带天线的宽带化、小型化、平面化以及结构简单性等方面。

在UWB天线的设计中，需要考虑其增益、方向图、电压驻波比等性能。超宽带天线与传统天线的通信相比，有更高的要求。超宽带天线的设计根据FCC规定的3.1GHz～10.6GHz民用频段，其工作带宽达到7.5GHz，因此相对传统的窄带宽天线来说，UWB天线的设计有一定的挑战。超宽带天线为了满足实际通信的需要，要求天线在某个方向上有很好的全向辐射线，并且天线的方向图要保持一定的稳定性，避免窄带信号造成干扰。在宽带天线的设计中还需要考虑尽可能去降低天线的损耗，来保证天线的辐射效率。超宽带天线的发展方向，要求小型化和轻型化。由于外接设备体积越来越小，它要求超宽带天线更好地去与系统集成，所以天线的小型化必不可缺。因此在UWB天线的设计中，为满足实际应用的要求，需要开发设计结构紧凑、小型化、易于加工且频带较宽的超宽带天线。

发明内容

本发明主要是解决现有技术所存在的不足，提供一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线。本发明针对超宽带系统易受窄带信号干扰的问题，提出通过在天线的辐射贴片上加载U形槽，来实现5.1-5.9GHz频段内的陷波，在接地板上引入寄生条带，来实现3.4-4GHz频段内的陷波，实现了在3-11.1GHz频带范围内良好的阻抗特性、辐射方向特性，能够有效抑制WiMAX和WLAN系统之间的干扰。

为解决上述问题，本发明提供了一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，所述天线包括介质基板、接地板、辐射贴片、微带馈线、同轴电缆和两个寄生条带，

所述同轴电缆设置在介质基板一侧，所述接地板紧贴所述介质基板的下表面，所述辐射贴片上嵌入有U形槽，辐射贴片紧贴所述介质基板的上表面，所述微带馈线位于所述介质基板上表面，微带馈线一端连接辐射贴片、另一端连接所述同轴电缆的内导体，所述寄生条带为L型寄生条带，两个寄生条带设置在介质基板上表面，并对称位于所述微带馈线两侧。

所述同轴电缆的内导体的中心线与所述微带馈线的中心线重合。

所述接地板设置在介质基板上靠近同轴电缆的一侧，在所述接地板上远离所述同轴电缆的一侧开设有矩形槽。

所述辐射贴片为正六边形金属辐射贴片，所述辐射贴片位于介质基板上远离所述同轴电缆的一侧。

所述介质基板为聚四氟乙烯基板，介电常数为3.5，所述介质基板为长方形，其长度为35mm，宽度为31mm，厚度为1.5mm。

所述嵌入所述辐射贴片的U形槽的总长度为相应陷波频段中心频率对应波导波长的一半。

所述接地板的矩形槽位于所述微带馈线正下方，矩形槽的宽度为5.0mm-5.2mm。

所述两个寄生条带包括位于微带馈线左侧的第一寄生条带和位于微带馈线右侧的第二寄生条带，所述第一寄生条带和第二寄生条带的长边均平行于所述微带馈线，所述第一寄生条带的短边比第二寄生条带的短边长，所述第一寄生条带的短边不超出所述介质基板。

所述接地板的长度为12mm，宽度为31mm。

由于上述技术方案，本发明的有益效果为：

1、通过在天线的辐射贴片上加载U形槽，来实现5.1-5.9GHz频段内的陷波，在接地板上引入寄生条带，来实现3.4-4GHz频段内的陷波，实现了在3-11.1GHz频带范围内良好的阻抗特性、辐射方向特性，能够有效抑制WiMAX和WLAN系统之间的干扰。

2、本发明具有结构紧凑、简单、易于制造的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1是本发明一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线的结构示意图。

1-介质基板，2-辐射贴片，3-接地板，4-第二寄生条带，5-同轴电缆，6-第一寄生条带，7-微带馈线，8-U形槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

参见图1，一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，所述天线包括介质基板1、接地板3、辐射贴片2、微带馈线7、同轴电缆5和两个寄生条带，

所述同轴电缆5设置在介质基板1一侧，所述接地板3紧贴所述介质基板1的下表面，所述辐射贴片2上嵌入有U形槽8，辐射贴片2紧贴所述介质基板1的上表面，所述微带馈线7位于所述介质基板1上表面，微带馈线7一端连接辐射贴片2、另一端连接所述同轴电缆5的内导体，所述寄生条带为L型寄生条带，两个寄生条带设置在介质基板1上表面，并对称位于所述微带馈线7两侧。

所述同轴电缆5的内导体的中心线与所述微带馈线7的中心线重合。

所述接地板设置在介质基板1上靠近同轴电缆5的一侧，所述接地板3的长度为12mm，宽度为31mm；在所述接地板3上远离所述同轴电缆5的一侧开设有矩形槽。所述接地板3的矩形槽位于所述微带馈线正下方，矩形槽的宽度为5.0mm-5.2mm。

所述辐射贴片2为正六边形金属辐射贴片，所述正六边形边长为8.8mm，厚度为0.016mm；所述辐射贴片2位于介质基板1上远离所述同轴电缆5的一侧。

所述介质基板1为聚四氟乙烯基板，介电常数为3.5，所述介质基板为长方形，其长度为35mm，宽度为31mm，厚度为1.5mm。所述嵌入所述辐射贴片的U形槽8的总长度为相应陷波频段中心频率对应波导波长的一半。

所述微带馈线7为长条形，微带馈线的长度为17.5-18.1mm，宽度为3.5-3.8mm，微带馈线7与同轴电缆5内芯的连接处为电缆内芯上半圆柱的延长部分。

所述两个寄生条带包括位于微带馈线左侧的第一寄生条带6和位于微带馈线右侧的第二寄生条带4，所述第一寄生条带6和第二寄生条带4的长边均平行于所述微带馈线7，所述第一寄生条带6的短边比第二寄生条带4的短边长，所述第一寄生条带6的短边不超出所述介质基板。第一寄生条带6的长边为15mm，短边为6.5mm，长边宽度与短边宽度均为1.2mm，第二寄生条带4的长边为15mm，短边为5.8mm，长边宽度与短边宽度均为1.2mm。

本发明通过在天线的辐射贴片上加载U形槽8，来实现5.1-5.9GHz频段内的陷波，在接地板上引入寄生条带，来实现3.4-4GHz频段内的陷波，实现了在3-11.1GHz频带范围内良好的阻抗特性、辐射方向特性，能够有效抑制WiMAX和WLAN系统之间的干扰。本发明具有结构紧凑、简单、易于制造的优点。

以上所揭露的仅为本发明一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims

1.一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述天线包括介质基板、接地板、辐射贴片、微带馈线、同轴电缆和两个寄生条带，所述同轴电缆设置在介质基板一侧，所述接地板紧贴所述介质基板的下表面，所述辐射贴片上嵌入有U形槽，辐射贴片紧贴所述介质基板的上表面，所述微带馈线位于所述介质基板上表面，微带馈线一端连接辐射贴片、另一端连接所述同轴电缆的内导体，所述寄生条带为L型寄生条带，两个寄生条带设置在介质基板上表面，并对称位于所述微带馈线两侧。

2.根据权利要求1所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述同轴电缆的内导体的中心线与所述微带馈线的中心线重合。

3.根据权利要求2所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述接地板设置在介质基板上靠近同轴电缆的一侧，在所述接地板上远离所述同轴电缆的一侧开设有矩形槽。

4.根据权利要求3所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述辐射贴片为正六边形金属辐射贴片，所述辐射贴片位于介质基板上远离所述同轴电缆的一侧。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板为聚四氟乙烯基板，介电常数为3.5，所述介质基板为长方形，其长度为35mm，宽度为31mm，厚度为1.5mm。

6.根据权利要求5所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述嵌入所述辐射贴片的U形槽的总长度为相应陷波频段中心频率对应波导波长的一半。

7.根据权利要求3所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述接地板的矩形槽位于所述微带馈线正下方，矩形槽的宽度为5.0mm-5.2mm。

8.根据权利要求6或7所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述两个寄生条带包括位于微带馈线左侧的第一寄生条带和位于微带馈线右侧的第二寄生条带，所述第一寄生条带和第二寄生条带的长边均平行于所述微带馈线，所述第一寄生条带的短边比第二寄生条带的短边长，所述第一寄生条带的短边不超出所述介质基板。

9.根据权利要求8所述的一种基于U形槽和L型寄生条带的超宽带天线，其特征在于，所述接地板的长度为12mm，宽度为31mm。