CN203536558U - 一种具有陷波特性的超宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射单元、微带馈线和金属接地板，所述辐射单元和微带馈线位于介质基板上表面，所述辐射单元为一“山”形辐射贴片，所述“山”形辐射贴片山形两侧末端设有矩形贴片，所述微带馈线与所述“山”形辐射贴片山形底部连接，所述金属接地板位于介质基板的下表面。该天线的陷波特性通过在“山”形辐射贴片山形两侧末端添加矩形贴片来实现。本实用新型不但在5-5.95GHz实现了陷波功能，而且可以通过调节辐射贴片上矩形贴片的长度和宽度来分别改变陷波的频带宽度和陷波中心频率。
Description
技术领域
本发明涉及天线，特别涉及一种具有陷波特性的超宽带天线。
背景技术
超宽带天线因其具有功耗低、安全性高、数据传输速率高、多径分辨能力强等优点，在军用领域和民用领域得到了越来越广泛的关注，尤其是在2002年美国联邦通信委员会FCC批准将3.1-10.6GHz的频段用于民用超宽带通信系统后。超宽带天线因其带宽很宽、发射功率又相对较小，不可避免地和邻近的频带信号相互干扰。比如频段位于5.15-5.35GHz和5.725-5.825GHz的无线局域网WLAN。
为了避免干扰，又不增加滤波器，需要提供一种具有陷波特性的超宽带天线。在天线的辐射单元或地板上刻蚀不同形状的缝隙或者在天线的结构中引入寄生枝节可以设计出具有陷波特性的超宽带天线。例如专利申请号为201220656728.6，专利名称为《带有陷波特性的超宽带天线》的中国专利，提出了一种具有陷波特性的超宽带天线，该天线由微带馈电的梯形辐射单元和金属接地面构成，通过在辐射单元上开回字形槽形成了6GHz-7GHz的陷波频段。文献《Band-notched small square-ring antenna with a pair of T-Shaped strips Protruded inside the square ring for UWB applications》（Antennas and Wireless Propagation Letters, IEEE , vol.10, no., pp.227,230, 2011）公开了一种通过在方环形辐射贴片中添加一对T形枝节，使天线在5.05-5.95GHz形成了陷波。通过在辐射贴片上蚀刻回字形槽或在辐射贴片上添加T形枝节，其结构较为复杂，不便于设计、加工和调试。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种新型具有陷波特性的超宽带天线，该天线的陷波特性通过在“山”形辐射贴片山形两侧末端添加矩形贴片来实现。不但在5-5.95GHz实现了陷波功能，而且可以通过调节辐射贴片上矩形贴片的长度和宽度来分别改变陷波的频带宽度和陷波中心频率，其结构简单，便于设计和调试。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种具有陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射单元、微带馈线和金属接地板，所述辐射单元和微带馈线位于介质基板上表面，所述辐射单元为一“山”形辐射贴片，所述“山”形辐射贴片山形两侧末端设有矩形贴片，所述微带馈线与所述“山”形辐射贴片山形底部连接，所述金属接地板位于介质基板的下表面。
所述“山”形辐射贴片山形中间末端设有T形贴片，“山”形辐射贴片山形底部刻有一矩形槽。
所述金属接地板两侧有一对矩形凹槽，中间有一个倒T形凹槽。
所述介质基板为FR4介质基板。
所述介质基板的长为45mm-47mm，宽为49mm-50mm。
本发明的有益之处在于：本发明通过在辐射贴片上添加一对矩形贴片，使天线在5-5.95GHz形成了陷波，通过调节辐射贴片上矩形贴片的长度和宽度可以分别改变陷波的频带宽度和陷波中心频率，该结构简单且便于设计、加工和调试。
附图说明
图1是本发明的正面示意图。
图2是本发明的背面示意图。
图3是本发明加矩形贴片和不加矩形贴片的电压驻波比图。
图4是本发明矩形贴片在不同宽度W下电压驻波比与频率关系的仿真曲线图。
图5是本发明矩形贴片在不同长度L下电压驻波比与频率关系的仿真曲线图。
图6是本发明在不同频率点下Ｅ面的方向图。
图7是本发明在不同频率点下Ｈ面的方向图。
图中附图标记的含义：1介质基板；2矩形贴片；3 T形贴片；4辐射单元；5矩形槽；6微带馈线；7金属接地板；8矩形槽；9倒T形槽。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
如图1和2所示的一种具有陷波特性的超宽带天线，包括介质基板1、辐射单元4、微带馈线6和金属接地板7。介质基板1上下表面有金属镀层，辐射单元4和微带馈线6位于介质基板1上表面，辐射单元4为一“山”形辐射贴片，“山”形辐射贴片山形两侧末端设有矩形贴片2，山形中间末端设有T形贴片3，山形底部刻有一矩形槽5。可通过改变矩形贴片2的宽度W来改变陷波的中心频率，通过改变矩形贴片2的长度L来改变陷波频带的宽度。微带馈线6与“山”形辐射贴片山形底部连接，金属接地板7位于介质基板1的下表面，金属接地板7两侧有一对矩形凹槽8，中间有一个倒T形凹槽9。两个矩形槽8和倒T型槽9拓展了天线带宽。
介质基板1采用相对介电常数为4.4，厚度为1mm的RR4介质基板，长度为45mm-47mm，宽为49mm-50mm。
如图3所示，加矩形贴片和不加矩形贴片的电压驻波比图表明：在没有添加矩形贴片2时，天线在3.2—11.7GHz频段内，电压驻波比保持在2以下，在WLAN频段上没有出现陷波特性；在添加矩形贴片2后，在5-6GHZ频段处大于2，形成了良好的陷波特性。
如图4所示，基于矩形贴片2宽度W的变化而获得频率与电压驻波比仿真值的曲线图表明：随着矩形贴片2的宽度W变小，陷波中心频率提高；随着矩形贴片2的宽度W变大，陷波的中心频率降低。
如图5所示，基于矩形贴片2长度L的变化而获得频率与电压驻波比仿真值的曲线图表明：随着矩形贴片2的长度L变短，陷波频率范围变宽；随着矩形贴片2的长度变长，陷波频率范围变窄。
如图6和图7所示，在不同频率点上，天线在E面可以获得近似8字形的方向性；天线在H面具有近似全向辐射特性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.一种具有陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射单元、微带馈线和金属接地板，其特征在于，所述辐射单元和微带馈线位于介质基板上表面，所述辐射单元为一“山”形辐射贴片，所述“山”形辐射贴片山形两侧末端设有矩形贴片，所述微带馈线与所述“山”形辐射贴片山形底部连接，所述金属接地板位于介质基板的下表面。
2.根据权利要求1所述的一种具有陷波特性的超宽带天线，其特征在于，所述“山”形辐射贴片山形中间末端设有T形贴片，“山”形辐射贴片山形底部刻有一矩形槽。
3.根据权利要求1所述的一种具有陷波特性的超宽带天线，其特征在于，所述金属接地板两侧有一对矩形凹槽，中间有一个倒T形凹槽。
4.根据权利要求1所述的一种具有陷波特性的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板为FR4介质基板。
5.根据权利要求1所述的一种具有陷波特性的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板的长为45mm-47mm，宽为49mm-50mm。
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