CN201820886U - 一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线，用于无线通信领域。该天线由介质板、辐射贴片、接地板和微带馈线组成，辐射贴片与微带馈线相连附着在介质板的一侧，辐射贴内部加载辐射槽，接地板分布在介质板的两侧。本实用新型超宽带天线具有宽频带、阻抗带宽较宽、小型化、易加工等特点。

Description

一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线 

技术领域

本实用新型属于天线领域，特别涉及一种通过开槽的方式滤除干扰信号的超宽带天线。 

背景技术

随着民用和军用通信技术的飞速发展，超宽带无线通信业务也正以前所未有的速度向前发展。 

目前超宽带天线一般采用滤波器滤除频带内的干扰信号，这样不但增加了成本且不利于小型化的要求。近年来对具有滤除干扰信号功能的超宽带天线的研究层出不穷，张可儿等人2009年在《太原理工大学学报》第40卷第6期提出一种利用弧形缝隙滤除干扰信号的超宽带天线方案，但仍存在阻带带宽较窄、结构单一、天线尺寸较大，不利于集成等问题。 

发明内容

针对现有技术的不足，本实用新型超宽带天线采用梯形辐射贴片加载圆弧结构，在辐射贴片内部加载凹形槽并在介质板两侧分别设置接地板结构。该天线通过调整凹形槽位置和尺寸，可以有效地滤除频带内的干扰信号，具有阻抗带宽较宽、尺寸较小、易加工等特点。 

本实用新型采用如下技术方案： 

本实用新型超宽带天线包括介质板、辐射贴片、凹形槽、微带馈线和接地板；所述辐射贴片、凹形槽和微带馈线关于介质板的中轴线呈轴对称结构，所述的接地板位于介质板的两侧关于介质板的中轴线呈异面轴对称结构。 

本实用新型与现有技术相比，具有以下突出的实质性特点和显著优点： 

1、通过仿真与实验验证，辐射贴片的尺寸决定超宽带频段带宽，凹形槽的位置和尺寸决定要滤除的干扰信号的频段和带宽，因此通过不同部分位置及尺寸的调整可以分别达到总的工作频段带宽和干扰信号阻带带宽的改变。 

2、增大辐射贴片上方的圆弧结构可以降低天线的低端工作频率，从而增加了天线的总的工作带宽。 

3、调整凹形槽的位置、槽的总长及槽宽，可以改变干扰信号所在的阻带频段和带宽，因而可以滤除频带内的任何干扰信号。 

4、在矩形接地板上加载圆弧结构可以增加阻抗带宽，改善频段内的阻抗匹配。 

5、接地板位于介质板的两侧，调节接地板的位置和尺寸可以增加天线总的工作带宽。 

附图说明

图1为本实用新型超宽带天线的正面图。 

图2为本实用新型超宽带天线的背面图。 

图3为本实用新型超宽带天线的侧视图。 

图4为本实用新型实现的滤除无线局域网的驻波比曲线图。 

图5为本实用新型实现的滤除无线区域网信号在3GHz时的方向图。 

图6为本实用新型实现的滤除无线区域网信号在6GHz时的方向图。 

图7为本实用新型实现的滤除无线区域网信号在8GHz时的方向图。 

图中：11-介质板，12-辐射贴片，13-接地板，14-微带馈线，15-凹形槽，101-介质板的边，102-介质板的边，103-辐射贴片的斜边，104-辐射贴片的下底边，105-辐射贴片的上底圆弧边，106-凹形槽的底边，107-凹形槽的槽宽，108-凹形的槽斜边，109-微带馈线的边，110-微带馈线的边，111-接地板的边，112-接地板的边，113-接地板的边，115-接地板加载的圆弧半径，22-接地板与微带馈线的间隙，21-介质板的高，31-凹形槽的位置距辐射贴片下底边的距离。 

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。 

参见图1和图2，一个优选实施例是滤除频带内无线局域网作为干扰信号的超宽带天线。该天线由介质板11、辐射贴片12、接地板13、微带馈线14和凹形槽15组成。本实用新型也具有滤除其他频段干扰信号的功能，即只要改变凹形槽的位置和相应尺寸就可满足要求。 

具体实施如下：辐射贴片12和微带馈线14位于介质板中央，关于介质板中轴线呈轴对称结构。辐射贴片12为在梯形长底边加载圆弧结构，整个辐射贴片位于介质板11的上方。凹形槽15由三部分组成，一部分被介质板的中轴线垂直平分，另外两部分的对称分布在介质板中轴线的两侧，且二者的延长线与介质板的中轴线交于一点，整个凹形槽15位于辐射贴片12内部关于介质板11的中轴线呈轴对称结构。辐射贴片12的非圆弧底边与微带馈线14顶端相连接。两个接地板13位于介质板11下方的两侧，与微带馈线14在一侧的接地板13与微带馈线14有一定的间隙，两个接地板13关于微带馈线14呈异面轴对称结构，两个接地板13均采用在矩形接地板的上方远离微带馈线的90度角上加载圆弧结构的设计。 

参见图1和图2，介质板的介电常数为4.8的FR-4板，天线的辐射贴片、接地板、微带馈线，在图中用阴影部分表示，天线的形状可由腐蚀得到。本实施例中介质板的边101优选尺寸为30mm，另一边102优选尺寸为30mm；辐射贴片的下底边104优选尺寸为6mm，上底圆弧边105是长轴为5mm，短轴为2mm的半椭圆弧，斜边103为13mm；凹形槽的底边106优选尺寸为7mm，凹形槽的槽宽107为1.5mm，凹形槽的斜边108为6.7mm，凹形槽的位置距辐射贴片 下底边的距离31为2.5mm；接地板的边112优选尺寸为12.6mm，接地板的边113为6.6mm，接地板的边111为7.5mm，接地板加载的圆弧半径115为4mm；介质板的高21优选尺寸为1.2mm；微带馈线的边109为9mm，微带馈线的边110为2mm；接地板与微带馈线的间隙22优选尺寸为1.4mm。 

辐射贴片内部加载的凹形槽15主要用来实现频带内阻抗失配，使该段内驻波比大于2而无法接收到要滤除的干扰信号，凹形槽的各个组成部分参数对阻带特性的影响如下：首先改变凹形槽的位置距辐射贴片下底边的距离31，不断减小31，则要滤除的干扰信号的阻带带宽不断增加，因此可以根据干扰信号的阻带带宽选择31的大小，本实施例中31的优选尺寸为2.5mm；确定31的尺寸为2.5mm，下面改变凹形槽的槽宽107，槽宽107的改变可以调节要滤除干扰信号阻带的中心频率，即槽宽107越宽中心频率越低且阻带带宽也随着变宽，但调节的幅度较小适合微调，本实施例中槽宽107的优选尺寸为1.5mm；下面只改变凹形槽的总长即图1中凹形槽的底边106与两个凹形槽斜边108的和，则要滤除干扰信号的阻带中心频率随着上述之和的增大不断降低且降低幅度较大，因此可以通过改变上述三者之和得到要滤除不同中心频率的干扰信号。 

图4是本实用新型装置所述的滤除无线区域网作为干扰信号的驻波比曲线图，从图中可以看出天线在5.15-5.95GHz频段驻波比大于2，因此无法接收到该频段的信号，满足设计要求。如图5、图6和图7所示分别为本实施例在3GHz、6GHz和8GHz时该天线的方向图，从图中可以看出天线在整个频段内具有很好的全向性和较宽的方向图带宽，满足超宽带天线设计指标要求。 

另外，在本实施例的基础上，改变辐射贴片和接地板的形状位置都应当视为本实用装置所提交的权利要求书确定的保护范围。 

Claims (4)

1.一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线，包括介质板、辐射贴片、凹形槽、微带馈线和接地板，其特征在于：所述辐射贴片、凹形槽和微带馈线关于介质板的中轴线呈轴对称结构，所述的接地板位于介质板的两侧关于介质板的中轴线呈异面轴对称结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线，其特征包括：所述的辐射贴片为在梯形的长底边加载圆弧结构，辐射贴片位于介质板的上方。

3.根据权利要求1所述的一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线，其特征包括：所述的凹形槽位于辐射贴片内部，由三部分组成，一部分被介质板的中轴线垂直平分，另外两部分对称分布在介质板中轴线的两侧，且两部分的延长线与介质板的中轴线交于一点。

4.根据权利要求1所述的一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线，其特征包括：所述的接地板位于介质板下方的两侧，其中和微带馈线同侧的接地板与微带馈线有一定的间隙，接地板的结构为在矩形的上方远离微带馈线的90度角上加载圆弧结构。 

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