CN203056094U - 具有陷波特性的共面波导超宽带天线 - Google Patents

具有陷波特性的共面波导超宽带天线 Download PDF

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胡文龙
李明旭
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Abstract

本实用新型公开了一种具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其组成包括：介质基板（1），辐射单元（2），共面波导信号馈电带线（4），共面波导接地面（5），在辐射单元上开H形槽（3），在共面波导接地面上开U型槽（6）。所述的辐射单元、共面波导信号馈电带线、共面波导接地面印刷在介质基板上表面，所述的共面波导馈线从介质基板边缘引向辐射单元并与其连接，共面波导接地面由两片类梯形金属构成，分别固定于共面波导馈电带线两侧且与带线有间隙。本实用新型结构紧凑，尺寸小巧，通过改变H形槽和U形槽的尺寸和位置，可调整陷波频率，解决超宽带通信系统同频干扰的问题。

Description

具有陷波特性的共面波导超宽带天线
技术领域
本实用新型涉及一种天线，具体涉及一种具有陷波特性的共面波导超宽带天线。
背景技术
自从美国联邦通信委员会（Federal Communications Commission）允许3.1——10.6GHz频段商用以来，超宽带技术在学术和商业领域得到了更广泛地关注。不需要钻孔和易于集成的共面波导结构日新月异，并且该结构可以通过照相技术制作，并且有较好的极化特性，因此该技术已经应用在超宽带天线的设计和相关的微波电路元器件的设计中。
然而，目前的超宽带通信所占用的频带和无线局域网有共用的部分，因此需要设计的天线能够降低给无线局域网带来干扰，设计具有陷波特性的超宽带天线成为目前研究的热点。如果没有适当的设计来抑制谐波共振和寄生发射，天线将对附近的设备产生电磁干扰，危及系统本身和邻近的系统的正常工作，特别是对目前使用的局域网系统造成干扰。添加滤波器是最常使用的解决此类问题的方法，但往往会造成天线和微波电路不匹配，甚至降低系统的整体效能，因此设计具有陷波特性的共面波导超宽带天线是解决此问题的重要方法之一，同时解决目前天线的结构和工艺比较复杂的问题。
说明内容
本实用新型的目的是提供一种结构简单，体积小巧，带宽较宽的具有陷波特性的超宽带天线，该天线可以使用在电子侦查、电子对抗等军事设备和民用设备上，降低对WLAN（5.15~5.825GHz）和RFID（6.8GHz）频段通信的干扰。
本实用新型所述的技术方案是：
一种新型的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：包括介质基板，辐射单元，共面波导信号馈电带线，共面波导接地面，所述的辐射单元、共面波导信号馈电带线、共面波导接地面印刷在介质基板上表面，所述的辐射单元位于介质基板的中部，共面波导馈线从介质基板边缘引向辐射单元并与其连接，两片共面波导接地面分别固定于共面波导馈电带线两侧且与带线有间隙。
所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的共面波导接地面上开两个U形槽。
所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的共面波导接地面由两片类梯形结构金属构成。
所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的辐射单元上开H形槽。
所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的辐射单元为去掉两个角的矩形结构。
有益效果：
（1）本实用新型天线单层印制电路板工艺即可实现，结构简单紧凑，体积小巧，加工方便，成本低。
（2）本实用新型所述的在辐射单元上刻蚀H形槽，在共面波导接地面上刻蚀U形槽，通过调节槽的尺寸调整两个陷波频率，实现超宽带通信与互扰通信系统相互兼容协同通信。
（3）本实用新型所述的天线结构简单，工艺成熟，自动化程度高，便于批量生产，且生产成本低廉。
（4）本实用新型所设计的天线采用共面波导，印刷在介质基板同一面上，有利于与微波集成电路集成。
（5）本实用新型在辐射单元和接地面上刻蚀槽，省去了滤波器的设计，降低设计成本和系统的复杂性，同时提高系统的整体性能，也缩小了整体体积。
（6）本实用新型具有良好的阻抗带宽和陷波特性，结构简单紧凑，因此大大增加了其适用范围。
（7）本实用新型所涉及的天线可以根据实际需求进行自行改进，设置辐射单元的尺寸、共面波导接地面与辐射单元之间的距离、槽尺寸等，来改善天线的性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构图；
图2为实施例1的驻波特性曲线；
图3为实施例1在4GHz的测试辐射方向图；
图4为实施例1在7GHz的测试辐射方向图；
图5为实施例1在10GHz的测试辐射方向图。
具体实施方式
实施例1：
如图1所示，具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其组成包括：介质基板（1），辐射单元（2），在辐射单元上开H形槽（3），共面波导信号馈电带线（4），共面波导接地面（5），在共面波导接地面上开U型槽（6）。所述的辐射单元、共面波导信号馈电带线、共面波导接地面印刷在介质基板上表面；所述的辐射单元位于介质基板的中部，共面波导馈电带线从介质基板边缘引向辐射单元并与其连接；共面波导接地面由两片梯形金属构成，分别固定于共面波导馈电带线两侧且与带线有间隙；SIR-DGS结构槽开在辐射单元上，U形槽开在介质基板上。
所述的介质基板为聚四氟乙烯材质，厚度1.6mm，相对介电常数为4.4。
所述的共面波导接地面由两片梯形结构构成。
所述的共面波导接地面上开U形槽。
所述的共面波导馈电带线特征阻抗50Ω，线宽3.8mm。
所述的辐射单元为去掉两个角的矩形结构并开槽。
所述的开槽结构为辐射单元上开H形槽。
图4为实施例1的驻波特性曲线，如图4所示，天线分别在无线局域网（WLAN）和RFID波段设置三个陷波点，从而使天线的超宽带通信设备可以与互扰通信系统相互兼容，协同通信。
实施例2：
实施例1所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，省去实施例1中开在共面波导接地面上的U形槽，就形成具有一个陷波点的超宽带天线。当然，在不背离本实用新型实质的情况下，本实用新型还可以有很多种实施例。
实施例1和实施例2的天线共面波导信号馈电带线（3）的下端与SMA内导体连接。SMA的外导体与共面波导接地面连接。根据图1所示结构，只要选择合适的尺寸，就能满足其超宽带工作特性和陷波特性。

Claims (5)

1.一种新型的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：包括介质基板，辐射单元，共面波导信号馈电带线，共面波导接地面，所述的辐射单元、共面波导信号馈电带线、共面波导接地面印刷在介质基板上表面，所述的辐射单元位于介质基板的中部，共面波导馈线从介质基板边缘引向辐射单元并与其连接，两片共面波导接地面分别固定于共面波导馈电带线两侧且与带线有间隙。
2.根据权利要求1所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的共面波导接地面上开两个U形槽。
3.根据权利要求1所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的共面波导接地面由两片类梯形结构金属构成。
4.根据权利要求1所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的辐射单元上开H形槽。
5.根据权利要求1所述的具有陷波特性的共面波导超宽带天线，其特征是：所述的辐射单元为去掉两个角的矩形结构。
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