CN105071035B - 兼容wlan系统的超宽带天线 - Google Patents

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Abstract

兼容WLAN系统的超宽带天线，属于无线通信领域。现有的超宽带天线的技术手段还不够成熟，存在频谱拥挤的问题。一种兼容WLAN系统的超宽带天线，所述超宽带天线包括：介质基板(1)一侧面板上印刷微带馈线(2)和椭圆形调节枝节(3)；介质基板(1)的另一侧面板上印刷开设椭圆孔(5)的金属贴片(4)，椭圆孔(5)内部由外向内印刷微带调节枝节(6)和椭圆金属贴片(7)，椭圆孔(5)的边缘和微带调节枝节(6)的外缘之间还设置金属连接桥(8)。本发明天线实现了超宽带天线与WLAN系统的兼容，较宽的高频段可以充分解决频谱拥挤问题，并具有低剖面、结构紧凑、重量轻、低成本、易于集成的优点。

Description

兼容WLAN系统的超宽带天线
技术领域
本发明涉及一种兼容WLAN系统的超宽带天线。
背景技术
超宽带天线可以同时实现通信、雷达、导航和电子战的收发工作，大幅降低天线系统的体积和载荷，实现天线系统在载体上的最优布局，有效减小天线系统的雷达散射截面，是国防技术的高点。近几年，随着超宽带技术队商业应用的开放，越来越多的超宽带天线应用在无线通信系统中，成为了研究的新热点。
但是目前超宽带天线的技术手段还不够成熟，存在频谱拥挤问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有的超宽带天线的技术手段还不够成熟，存在频谱拥挤的问题，而提出一种兼容WLAN系统的超宽带天线。
一种兼容WLAN系统的超宽带天线，所述超宽带天线包括：介质基板，介质基板一侧面板上印刷微带馈线和椭圆形调节枝节，且微带馈线的一端延伸至椭圆形调节枝节的短轴端，另一端延伸至介质基板边缘；介质基板的另一侧面板上印刷金属贴片，金属贴片的中心开设椭圆孔，且椭圆孔内部由四周向中心依次印刷微带调节枝节和椭圆金属贴片，且椭圆孔的短轴上，椭圆孔的边缘和微带调节枝节的外缘之间还设置金属连接桥。
本发明的有益效果为：
本发明是本发明提出了一种带有附加频段的超宽带天线。仿真结果表明，所设计的超宽带天线在满足回波损耗小于-10dB的情况下，具有2.37～2.51GHz和4.66～27.55GHz两个频段。该天线的低频段：2.37～2.51GHz符合无线局域网WLAN系统的要求，高频段：4.66～27.55GHz包含了无线通信、雷达、导航等系统的应用频段。该天线实现了超宽带天线与WLAN系统的兼容，较宽的高频段可以充分解决频谱拥挤问题。该超宽带天线为印刷型结构，具有低剖面、结构紧凑、重量轻、低成本、易于集成等特点，可以广泛应用于无线通信系统中。
仿真结果表明，所设计的超宽带天线在2.37～2.51GHz和4.66～27.55GHz的频率范围内回波损耗均小于-10dB。该天线在主要频点具有较高的增益和较宽的3-dB波束宽度，在低频段具有良好的全向辐射特性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明涉及的印刷微带馈线和椭圆形调节枝节一侧的结构示意图；图中，Ls表示介质基板的宽度，Ws表示介质基板的长度，h表示介质基板的厚度，r表示椭圆孔的短轴半径，r1表示椭圆孔的长轴半径，rxp表示微带调节枝节外缘的长轴半径，ryp表示微带调节枝节外缘的长轴半径，rxs表示椭圆金属贴片的长轴半径，rys表示椭圆金属贴片的短轴半径，w1表示微带调节枝节的宽度，w2表示表示金属连接桥的宽度，g1表示金属连接桥的长度，lst表示微带调节枝节开口端至相对面的距离；
图3为本发明涉及的印刷金属贴片以及中心开设椭圆孔一侧的结构示意图；图中，rx表示椭圆形调节枝节的长轴半径，ry表示椭圆形调节枝节的短轴半径，Wf表示微带馈线的宽度，Lf表示微带馈线的长度。
具体实施方式
具体实施方式一：
本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，结合图1所示，所述超宽带天线包括：介质基板1，介质基板1一侧面板上印刷微带馈线2和椭圆形调节枝节3，且微带馈线2的一端延伸至椭圆形调节枝节3的短轴端，另一端延伸至介质基板1边缘；介质基板1的另一侧面板上印刷金属贴片4，金属贴片4的中心开设椭圆孔5以实现超宽带的目的，且椭圆孔5内部由四周向中心依次印刷微带调节枝节6和椭圆金属贴片7，以拓展天线高频段带宽，并通过椭圆微带枝节调节天线低频段，以实现超宽带与WLAN的兼容，且椭圆孔5的短轴上，椭圆孔5的边缘和微带调节枝节6的外缘之间还设置金属连接桥8。
具体实施方式二：
与具体实施方式一不同的是，本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，所述微带调节枝节6呈带状，且围成具有缺口的椭圆形。
具体实施方式三：
与具体实施方式一或二不同的是，本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，所述椭圆孔5设置在金属贴片4的中心位置。
具体实施方式四：
与具体实施方式三不同的是，本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，所述金属贴片4的长度、宽度与介质基板1相同。
具体实施方式五：
与具体实施方式一、二或四不同的是，本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，所述金属连接桥8呈矩形。
具体实施方式六：
与具体实施方式五不同的是，本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，所述介质基板1的相对介电常数εr为4.4，所述介质基板1的厚度h为0.8mm。
工作原理：
该天线基于槽天线模型，通过微带馈线进行馈电，并利用天线地板开椭圆孔方法实现超宽带性能。通过在椭圆孔内增设微带调节枝节以达到拓宽频带的目的。改变天线的微带调节枝节的长度可以调节天线低频段频率，以实现该天线与WLAN系统的协同工作。
实施例1：
本实施方式的兼容WLAN系统的超宽带天线，结合图1所示，所述超宽带天线包括：介质基板1，介质基板1一侧面板上印刷微带馈线2和椭圆形调节枝节3，且微带馈线2的一端延伸至椭圆形调节枝节3的短轴端，另一端延伸至介质基板1边缘；介质基板1的另一侧面板上印刷金属贴片4，金属贴片4的中心开设椭圆孔5以实现超宽带的目的，且椭圆孔5内部由四周向中心依次印刷微带调节枝节6和椭圆金属贴片7，所述椭圆孔5设置在金属贴片4的中心位置，所述微带调节枝节6呈带状，且围成具有缺口的椭圆形，以拓展天线高频段带宽，并通过椭圆微带枝节调节天线低频段，以实现超宽带与WLAN的兼容，且椭圆孔5的短轴上，椭圆孔5的边缘和微带调节枝节6的外缘之间还设置金属连接桥8。其中，图2和图3中各结构尺寸如下表：
Ls Ws h r r1 rx ry rxp ryp
24 24 0.8 8 10 4 3 9 6
rxs rys Wf Lf w1 w2 g1 lst
4 3 1.54 4.3 0.5 0.5 1 9
本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，本领域技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种兼容WLAN系统的超宽带天线，其特征在于：所述超宽带天线包括：介质基板(1)，介质基板(1)一侧面板上印刷微带馈线(2)和椭圆形调节枝节(3)，且微带馈线(2)的一端延伸至椭圆形调节枝节(3)的短轴端，另一端延伸至介质基板(1)边缘；介质基板(1)的另一侧面板上印刷金属贴片(4)，金属贴片(4)的中心开设椭圆孔(5)，且椭圆孔(5)内部由四周向中心依次印刷微带调节枝节(6)和椭圆金属贴片(7)，且椭圆孔(5)的短轴上，椭圆孔(5)的边缘和微带调节枝节(6)的外缘之间还设置金属连接桥(8)。
2.根据权利要求1所述兼容WLAN系统的超宽带天线，其特征在于：所述微带调节枝节(6)呈带状，且围成具有缺口的椭圆形。
3.根据权利要求2所述兼容WLAN系统的超宽带天线，其特征在于：所述金属贴片(4)的长度、宽度与介质基板(1)相同。
4.根据权利要求1、2或3所述兼容WLAN系统的超宽带天线，其特征在于：所述金属连接桥(8)呈矩形。
5.根据权利要求4所述兼容WLAN系统的超宽带天线，其特征在于：所述介质基板(1)的相对介电常数εr为4.4，所述介质基板(1)的厚度h为0.8mm。
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