CN202977718U - 具有多段带阻特性的超宽带微带天线 - Google Patents

具有多段带阻特性的超宽带微带天线 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线。它包括微带基板、水平放置不对称U型结构辐射贴片、逆L型结构辐射贴片、圆形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、微带连接传输线；微带基板上表面设有水平放置不对称U型结构辐射贴片、逆L型结构辐射贴片、圆形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和微带连接传输线。圆形辐射贴片一端与微带连接传输线相连，微带连接传输线另一端与阻抗匹配输入微带线相连，阻抗匹配输入微带线另一端与微带基板底端相连。微带基板下表面设有与基板等大小的金属接地板。本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。

Description

具有多段带阻特性的超宽带微带天线
技术领域
本实用新型涉及天线，尤其涉及一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线。 
技术背景
随着无线通信系统的高速发展，用户需要提供不受空间限制的通信服务。宽带通信系统可以满足高数据率的要求。所以，超宽带技术（UWB）已成为无线通信领域中极具竞争力和发展前景的热门技术之一。UWB技术已广泛应用于无线监控、多媒体业务、网络商务和应用、高分辨率超宽带雷达、探地雷达、精确定位系统等方面。按照联邦通信委员会（FCC）的规定，将3.1~10.6GHz之间7.5GHz的频段分配给超宽带无线通信业务使用。而UWB天线的设计与研究则是超宽带无线通信的关键技术之一。近年来UWB天线的研究一直是天线与电波传播领域的一大热点。受使用场合限制，UWB天线应当具有尺寸小、成本低、易于加工集成等特性。 
发明内容
本实用新型的目的是为了克服现有技术在无线局域网中频带窄、损耗大的不足，提供一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线。 
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下： 
具有多段带阻特性的超宽带微带天线包括微带基板、水平放置不对称U型结构辐射贴片、逆L型结构辐射贴片、圆形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、微带连接传输线；微带基板上表面设有水平放置不对称U型结构辐射贴片、逆L型结构辐射贴片、圆形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和微带连接传输线。水平放置不对称U型结构辐射贴片与基板一端周边相连，基板另一端周边与逆L型结构辐射贴片相连。水平放置不对称U型结构辐射贴片和逆L型结构辐射贴片围成的金属框内部设有圆形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线、微带连接传输线。圆形辐射贴片一端与微带连接传输线相连，微带连接传输线另一端与阻抗匹配输入微带线相连，阻抗匹配输入微带线另一端与微带基板底端相连。微带基板下表面设有与基板等大小的金属接地板。
所述的微带基板为FR4材料。所述的水平放置不对称U型结构辐射贴片的上端凹槽深度为15mm～20mm，宽度为1mm～2mm，下端凹槽深度为5mm～8mm，宽度为5mm～8mm。所述的逆L型结构辐射贴片的宽度为10mm～15mm。所述的圆形辐射贴片的半径为4mm～5mm。所述的阻抗匹配输入微带线与水平放置不对称U型结构辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω，宽度为3mm～4mm。所述的微带连接传输线的高度为1mm～2mm，宽度为1mm～2mm。 
本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。 
附图说明： 
图1是具有多段带阻特性的超宽带微带天线的结构图；
图2是具有多段带阻特性的超宽带微带天线插入损耗曲线图；
图3是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在4GHz时的E面辐射方向图；
图4是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在4GHz时的H面辐射方向图；
图5是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在6.6GHz时的E面辐射方向图；
图6是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在6.6GHz时的H面辐射方向图；
图7是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在9.4GHz时的E面辐射方向图；
图8是具有多段带阻特性的超宽带微带天线在9.4GHz时的H面辐射方向图。
具体实施方式
具有多段带阻特性的超宽带微带天线包括微带基板1、水平放置不对称U型结构辐射贴片2、逆L型结构辐射贴片3、圆形辐射贴片4、阻抗匹配输入微带线5、微带连接传输线6；微带基板1上表面设有水平放置不对称U型结构辐射贴片2、逆L型结构辐射贴片3、圆形辐射贴片4、阻抗匹配输入微带线5和微带连接传输线6。水平放置不对称U型结构辐射贴片2与基板1一端周边相连，基板1另一端周边与逆L型结构辐射贴片3相连。水平放置不对称U型结构辐射贴片2和逆L型结构辐射贴片3围成的金属框内部设有圆形辐射贴片4、阻抗匹配输入微带线5、微带连接传输线6。圆形辐射贴片4一端与微带连接传输线6相连，微带连接传输线6另一端与阻抗匹配输入微带线5相连，阻抗匹配输入微带线5另一端与微带基板1底端相连。微带基板1下表面设有与基板1等大小的金属接地板。 
所述的微带基板1为FR4材料。所述的水平放置不对称U型结构辐射贴片2的上端凹槽深度为15mm～20mm，宽度为1mm～2mm，下端凹槽深度为5mm～8mm，宽度为5mm～8mm。所述的逆L型结构辐射贴片3的宽度为10mm～15mm。所述的圆形辐射贴片4的半径为4mm～5mm。所述的阻抗匹配输入微带线5与水平放置不对称U型结构辐射贴片2采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω，宽度为3mm～4mm。所述的微带连接传输线6的高度为1mm～2mm，宽度为1mm～2mm。。 
实施例1 
具有多段带阻特性的超宽带微带天线：
选择介电常数为4.9的FR4材料制作微带基板，厚度为1.6 mm。
水平放置不对称U型结构辐射贴片的上端凹槽深度为17mm，宽度为2mm，下端凹槽深度为7.5mm，宽度为5mm。逆L型结构辐射贴片的宽度为10mm。所述的圆形辐射贴片的半径为4mm～5mm。所述的阻抗匹配输入微带线与水平放置不对称U型结构辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω，宽度为3mm～4mm。微带连接传输线的高度为2mm，宽度为1.5mm。阻抗匹配输入微带线的宽度为1.5mm。运用软件对具有多段带阻特性的超宽带微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量所得的具有多段带阻特性的超宽带微带天线的插入损耗曲线如图2。由图2可见，在2.9826~4.2912GHz、6.1781~6.8459 GHz、9.1147~10.011 GHz范围内插入损耗小于-10dB。图3-图8所示为具有多段带阻特性的超宽带微带天线分别在4GHz、6.6 GHz和9.4 GHz时的辐射方向图，在频率为4GHz时的增益为3.4dBi，半功率波瓣宽度为118.5°，在频率为6.6GHz时的增益为3.3dBi，半功率波瓣宽度为75.2°，在频率为9.4GHz时的增益为7.6dBi，半功率波瓣宽度为73.6°。 

Claims (7)

1.一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于包括微带基板（1）、水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）、逆L型结构辐射贴片（3）、圆形辐射贴片（4）、阻抗匹配输入微带线（5）、微带连接传输线（6）；微带基板（1）上表面设有水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）、逆L型结构辐射贴片（3）、圆形辐射贴片（4）、阻抗匹配输入微带线（5）和微带连接传输线（6），水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）与基板（1）一端周边相连，基板（1）另一端周边与逆L型结构辐射贴片（3）相连，水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）和逆L型结构辐射贴片（3）围成的金属框内部设有圆形辐射贴片（4）、阻抗匹配输入微带线（5）、微带连接传输线（6），圆形辐射贴片（4）一端与微带连接传输线（6）相连，微带连接传输线（6）另一端与阻抗匹配输入微带线（5）相连，阻抗匹配输入微带线（5）另一端与微带基板（1）底端相连，微带基板（1）下表面设有与基板（1）等大小的金属接地板。
2.如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的微带基板（1）为FR4材料。
3.如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）的上端凹槽深度为15mm～20mm，宽度为1mm～2mm，下端凹槽深度为5mm～8mm，宽度为5mm～8mm。
4. 如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的逆L型结构辐射贴片（3）的宽度为10mm～15mm。
5.如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的圆形辐射贴片（4）的半径为4mm～5mm。
6.如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的阻抗匹配输入微带线（5）与水平放置不对称U型结构辐射贴片（2）采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω，宽度为3mm～4mm。
7.如权利要求1所述的一种具有多段带阻特性的超宽带微带天线，其特征在于所述的微带连接传输线（6）的高度为1mm～2mm，宽度为1mm～2mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN105161837A (zh) * 2015-09-06 2015-12-16 中国人民解放军63680部队 一种小型化共面波导馈电宽带印刷天线
CN108140933A (zh) * 2015-10-08 2018-06-08 阿塞里克股份有限公司 通信装置及其中使用了该通信装置的家用电器
CN108987919A (zh) * 2018-07-24 2018-12-11 西安电子科技大学 一种紧凑型非对称结构的多边形超宽带天线
CN114094329A (zh) * 2021-11-22 2022-02-25 江苏科技大学 一种对称式顶部Peano分形加载的微带贴片天线

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