CN105789858A - 一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，它包括介质基板(1)、中空的翼形单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形辐射贴片(4)、矩形接地板(5)、菱形槽(6)。这种天线工作频率为5.46GHz-15GHz，通带频段范围满足电压驻波比小于2，在7.45GHz-8.26GHz的频段具有陷波特性且陷波可调。天线尺寸微小，结构具有灵活性、可靠性和简便性，有较高的实用价值。

Description

一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线

技术领域

本发明涉及一种天线，特别是一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线。该天线中，带阻是通过附加一条中空的翼形单极子来实现的。带的宽度和高度依赖于带陷波形频带的中心频率。该天线是印在一个非常小的基板上。

背景技术

天线是所有无线通信系统不可或缺的部分，承担着将发射机发出的信号转化成电磁波的形式以向空间传播，或将自由空间中的电磁信号转化成高频信号以供接收机接收，从而实现无线通信的空间信号交换过程。随着无线通信技术的不断发展，硬件研发条件的不断进步，为了更好地实现无线信号的传输，对天线的性能上也提出了更高的要求，在当今无线通信设备广泛应用的大环境下，天线的重要性更是与日俱增，各种天线技术的研究和更高的技术指标的要求使得天线技术迎来了又一个发展的重大机遇。

超宽带通信技术(UWB，UltraWideBand)，早在20世纪60年代就已经有了与之相关的超宽带发射机和接收机技术应用，但却只是应用在雷达、定位、传感以及保密通信等领域。2002年，美国联邦通信委员会(FCC)把3.1～10.6GHz作为工作系统和测量系统的工作频率范围，并且规定除了应用于数字通信、雷达和定位等领域外，还可以商用、民用领域等，随着无线电技术的发展，系统对于传输速度、传输容量的要求也变得越来越高超宽带信号由于具有极大的带宽、传输速率高、功率低、抗干扰性强等优点能够很好地满足现代通信的需求。

超宽带通信系统具有窄带通信系统所不具备的特性，它会为无线局域网WLAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。

随着无线电技术的发展，超宽带天线向宽频带、小型化、高传输率、低成本、低复杂性等方向发展。超宽带印刷单极子天线就是这一发展产物。在超宽带印刷单极子天线的设计中，有的是通过改变金属地板的结构来展宽天线的带宽；有的是通过改变馈线来增加带宽的；也有通过改变辐射贴片的形状来展宽天线的带宽。超宽带通信系统覆盖了3.1～10.6GHz频段，而在此频段内的无线通信频段分布密集诸如WLAN、WiMAX和WCDMA等无线系统都在此频段内。为了减少系统间存在的相互干扰，要求在低复杂度的基础上实现系统兼容、频谱复用，可以使超宽带天线本身具有带阻特性，所以就出现了具有带阻特性的超宽带天线。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，该天线在5.46GHz—15GHz的频带范围具有良好的阻抗特性和辐射方向特性，并且具有带阻特性。

本发明所采用的技术方案：

一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，包括介质基板(1)、中空的翼形单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形辐射贴片(4)、矩形接地板(5)、菱形槽(6)。中空的翼形单极子贴片(2)印刷在介质基板(1)正面，在中空的翼形单极子贴片(2)内插入矩形辐射贴片(4)，且矩形辐射贴片与翼形单极子贴片边缘保有一定距离。在矩形辐射贴片(4)内开菱形槽(6)。接地板(5)印刷在介质基板(1)的下表面。

所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的介质基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料，介质基板(1)的长度L为15mm，宽度W为11mm，厚度H为1mm。

所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的中空的翼形单极子贴片(2)，两边为呈阶梯状对称结构，长边长度分别为L1为1mm、L2为1mm、L3为5.7mm，短边宽度分别为W1为1mm、W2为1mm、W3为0.5mm。

所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的50欧姆微带馈线(3)为上端为梯形下端为矩形的结构。其上端梯形结构宽度分别为W4为1mm、W5为1.9mm，长度为L4为1.5mm。下端矩形结构长度为L5为7mm。

所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，矩形的接地板(5)，其长度为7.5mm、宽度为11mm。

该发明超宽带天线相对于现有的超宽带天线具有以下的特性和优点：

频带宽，尺寸特别小，损耗低，辐射特性好，成本低廉，陷波可调。

该发明超宽带天线介质基板长度L为15mm、宽度W为11mm、厚度H为1mm，尺寸非常小。

通过调整矩形辐射贴片的长度L6，可以调节陷波的频段范围。

附图说明

图1是本发明实施实例1的基本结构图；

图2是本发明实施实例1的基本结构俯视图；

图中：1—介质基板，2—中空的翼形单极子贴片，3—50欧姆微带馈线，4—矩形辐射贴片，5—矩形接地板，6—菱形槽；

具体实施方式

本发明设计了一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，该超宽带天线尺寸极小、陷波可调。

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

本发明的基本结构图如图1所示，介质基板(1)的材料是玻璃纤维环氧树脂，其介电常数为4.4。该介质基板的厚度H为1mm。介质基板下的矩形接地板(5)采用铜材料。

如图1所示，中空的翼形单极子贴片(2)印刷在介质基板(1)正面，在中空的翼形单极子贴片(2)内插入矩形辐射贴片(4)，且矩形辐射贴片与翼形单极子贴片边缘保有一定距离。在矩形辐射贴片(4)内开菱形槽(6)。接地板(5)印刷在介质基板(1)的下表面。

如图1所示，本发明的开菱形槽的单极子超宽带天线，中空的翼形单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形辐射贴片(4)、矩形接地板(5)、菱形槽(6)。

如图1所示，矩形辐射贴片(4)其贴片长度为L6为4.8mm，宽度分别为W6为2mm、W7为1.5mm。通过调节贴片长度L6可以对陷波进行调制。

如图1所示，本发明的开菱形槽的单极子超宽带天线采用两边对称的中空的翼形单极子贴片。

本发明的开菱形槽的单极子超宽带天线的设计参数：

介质基板的选择：介电常数为4.4的玻璃纤维环氧树脂。该材料有极高强度、抗热与火、防潮且绝缘。该介质基板的厚度为1mm满足所需的强度。介质基板下的金属接地板均采用铜材料。

Claims (5)

1.一种新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，包括介质基板(1)、中空的翼形单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形辐射贴片(4)、矩形接地板(5)、菱形槽(6)。中空的翼形单极子贴片(2)印刷在介质基板(1)正面，在中空的翼形单极子贴片(2)内插入矩形辐射贴片(4)，且矩形辐射贴片与翼形单极子贴片边缘保有一定距离。在矩形辐射贴片(4)内开菱形槽(6)。接地板(5)印刷在介质基板(1)的下表面。

2.根据权利要求1所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的介质基板(1)为玻璃纤维环氧树脂材料，介质基板(1)的长度L为15mm，宽度W为11mm，厚度H为1mm。

3.根据权利要求1所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的中空的翼形单极子贴片(2)，两边为呈阶梯状对称结构，长边长度分别为L1为1mm、L2为1mm、L3为5.7mm，短边宽度分别为W1为1mm、W2为1mm、W3为0.5mm。

4.根据权利要求1所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，所述的50欧姆微带馈线(3)为上端为梯形下端为矩形的结构。其上端梯形结构宽度分别为W4为1mm、W5为1.9mm，长度为L4为1.5mm。下端矩形结构长度为L5为7mm。

5.根据权利要求1所述新型的开菱形槽的单极子超宽带天线，其特征在于，矩形的接地板(5)，其长度为7.5mm、宽度为11mm。