CN202373694U

CN202373694U - 具有双陷波特性的超宽带天线

Info

Publication number: CN202373694U
Application number: CN2011204113797U
Authority: CN
Inventors: 郑宏兴; 李强; 李智峰
Original assignee: Tianjin University of Technology
Current assignee: Tianjin University of Technology
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2021-10-26

Abstract

本实用新型公开了一种具有双陷波特性的超宽带天线，该超宽带天线可用在军事和民用通信终端设备上。该天线由介质基板、辐射贴片、微带馈线、接地面组成，辐射贴片和微带馈线相连与接地板分别印刷在介质基板的两侧。本实用新型超宽带天线的工作带宽可调，通带匹配特性好，超宽带天线陷波的中心频率和陷波带宽可控。

Description

具有双陷波特性的超宽带天线

技术领域

本实用新型属于天线领域，尤其涉及一种具有双陷波特性的超宽带天线。

背景技术

自从2002年1月14日，美国联邦通信委员会(FFC)将3.1-10.6GHz频段划归为民用的免许可证的超宽带(UWB)频段后，超宽带短距离通信技术便成为无线通信领域激烈竞争的焦点，作为其重要组成部分的超宽带天线近年来也成为科技人员研究的热门课题。然而在超宽带系统指定的频段内已经存在着一些窄带系统，这些系统的信号会对超宽带通信产生干扰。为了抑制超宽带系统与窄带系统之间的干扰，通常需要在超宽带系统内引入带阻滤波器滤除窄频带，但是这势必增加系统的复杂度和成本。

另外一种简单有效的方法，就是在超宽带天线中嵌入陷波结构，对于微带馈线的超宽带天线来说，滤波特性的实现一般有三种方案：一是开槽技术；二是寄生耦合；三是分形技术。其中最常用的方法就是在开槽技术，如专利号为CN201904436U，专利名称为《带有陷波特性的超宽带天线》的中国专利，该专利在辐射贴片上开了两个倒U形槽来实现陷波特性，但是按照反射能量损耗小于10％的标准，既驻波比VSWR＜2，其频带只有在6-7.5GHz和9.5-11.5GHz是符合标准的，有效带宽不是很大。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型超宽带天线采用圆形辐射贴片，通过在辐射贴片和馈线上刻槽来实现双陷波功能，另外在接地面上开矩形槽达到优化阻抗带宽的目的，通过调节矩形槽的尺寸，可以调节微带线的特征阻抗，从而达到展宽频带的目的。

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基板、辐射贴片、微带馈线、接地面；所述的介质基板正面印刷有辐射单元和微带馈线，所述的微带馈线与辐射贴片相连，并在微带馈线上开有U形槽、辐射贴片上开有C形槽，所述的介质基板背面印刷有接地面，并开有矩形槽；所述的辐射贴片为圆形结构，辐射贴片位于介质基板的上方；所述的C形槽以同心圆的形式开在辐射贴片内；所述的U形槽开在微带馈线内；所述的矩形槽开在接地面上，并且在微带馈线的正下方。

本实用新型与现有技术相比，具有以下显著优点：

1、通带带宽可调：本实用新型采用圆形贴片，便于设计和调节，通过改变圆的半径，可以调节超宽带天线的工作带宽。

2、陷波中心频率和陷波带宽可调：通过调整C形槽和U形槽的总长，可以改变天线陷波的中心频率；通过调整C形槽和U形槽的宽度，可以改变天线陷波的带宽。因此本实用新型天线具有陷波频率可控，陷波带宽可调的优点。

3、通带匹配特性好：本实用新型通过在接地面上开矩形槽可以增加阻抗带宽，改善频段内的阻抗匹配。

附图说明

图1是本实用新型超宽带天线的正面图。

图2是本实用新型超宽带天线的背面图。

图3是本实用新型超宽带天线的回波损耗曲线图。

图4是本实用新型超宽带天线的驻波比曲线图。

图5是本实用新型超宽带天线的输入阻抗实部曲线图。

图6是本实用新型超宽带天线的输入阻抗虚部曲线图。

图7是本实用新型超宽带天线在3GHz的辐射方向图。

图8是本实用新型超宽带天线在6GHz的辐射方向图。

图9是本实用新型超宽带天线在9GHz的辐射方向图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1和图2所示，一个优选的实施例是在3.5GHz和5.5GHz陷波，使超宽带天线滤除WiMAX信号(3.3GHz-3.7GHz)和WLAN信号(5.15GHz-5.825GHz)的干扰。该超宽带天线由介质基板1、辐射贴片2、微带馈线3、接地面6、和C形槽4、U形槽5、矩形槽7组成。本实用新型也可以通过改变槽的尺寸和位置来滤除其他频段的信号。

具体实施如下：辐射贴片2位于介质基板1的上方，微带馈线3位于介质基板1的下方辐射贴片2和微带馈线3位于介质基板1的的正中央，呈轴对称结构，接地面6位于介质基板1另一侧的下方，C形槽4以同心圆的形式开在辐射贴片内，U形槽5开在微带馈线内，由三部分组成，U形槽的底被介质基板的中轴线垂直平分，U形槽的两臂对称分布在介质基板中轴线的两侧。矩形槽7开在接地面6上位于微带馈线的正下方。

参见图1、图2，标号1是介质基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介电常数是4.4，其长宽高的尺寸是30mm×30mm×1.6mm；标号2是圆形辐射贴片，其半径是6.5mm；标号3是微带馈线，其长宽尺寸为15mm×3mm；标号6是接地面，其长宽尺寸为30mm×13mm；标号4是开在辐射贴片上的C形槽，其宽度为1mm，具体实施方式是半径为5mm和半径为4mm的同心圆相减；标号5是开在微带馈线上的倒U形槽，U形槽的宽为0.5mm，U形槽的两臂长7.5mm，距微带馈线的左右边缘的距离为0.5mm，U形槽的底长为2mm，距介质基板的底部的距离为14mm。标号7是开在接地面的矩形槽，其长宽尺寸为3mm×3mm，矩形槽位于微带馈线的正下方与接地面的上边缘相切。

图3是本实施例的回波损耗曲线图，从图3中可以看出此天线在3.29GHz-3.94GHz和4.81GHz-6.21GHz频段回波损耗大于-10dB，图5是本实施例的驻波比曲线图，从图4中可以看出此天线在陷波频段驻波比大于2，图5是本实施例的输入阻抗实部曲线图，从图5中可以看出此天线在陷波频段输入阻抗实部超过100欧姆，其余频段在50欧姆上下波动，波动范围不超过±20欧姆，图6是本实施例的输入阻抗虚部曲线图，从图6中可以看出此天线在陷波频段输入阻抗虚部的绝对值超过50欧姆，其余频段在0欧姆上下波动，波动范围不超过±20欧姆，从以上图例综合分析，本实施例陷波频段覆盖3.29GHz-3.94GHz和4.81GHz-6.21GHz，从而可以抑制WiMAX和WLAN对UWB系统的干扰。

如图7、8、9所示分别是本实施例在3GHz、6GHz、9GHz时该天线的方向图，从图中可以看出本实施例在整个频段内具有很好的全向性，满足设计要求。

上述实例为本实用新型较佳的实施方式，另外在本实施例的基础上，改变辐射贴片、微带馈线、和接地面的大小；改变U、C形槽和矩形槽的尺寸，都应包含在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种具有双陷波特性的超宽带天线，其组成包括介质基板、辐射贴片、微带馈线、接地面，其特征是：所述的介质基板正面印刷有辐射单元和微带馈线，所述的微带馈线与辐射贴片相连，并在微带馈线上开有U形槽、辐射贴片上开有C形槽，所述的介质基板背面印刷有接地面，并开有矩形槽。

2.根据权利要求1所述的双陷波特性的超宽带天线，其特征包括：所述的辐射贴片为圆形结构，辐射贴片位于介质基板的上方。

3.根据权利要求1所述的双陷波特性的超宽带天线，其特征包括：所述的C形槽以同心圆的形式开在辐射贴片内。

4.根据权利要求1所述的双陷波特性的超宽带天线，其特征包括：所述的U形槽开在微带馈线内。

5.根据权利要求1所述的双陷波特性的超宽带天线，其特征包括：所述的矩形槽开在接地面上，并且在微带馈线的正下方。