CN203760669U - 基于渐变型台阶形结构的超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种在WLAN频段具有陷波特性的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其组成包括：介质基板（1），辐射贴片单元（2），U形结构槽（3），微带传输线（4），接地面（5）。所述的辐射单元、微带传输线、U形结构槽都印刷在介质基板上表面。本实用新型结构紧凑，尺寸小巧，通过改变U形结构槽的尺寸和位置，可调整陷波频率，解决超宽带通信系统同频干扰的问题。

Description

基于渐变型台阶形结构的超宽带天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线，具体设计一种基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，并且在此基础之上实现在WLAN信号频段的陷波功能。

背景技术

随着移动通信的飞速发展，通信系统对天线带宽的要求越来越高。自从美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission)在2002年2月14日允许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，同时对超宽带天线也提出了更高的要求，使之比传统天线的设计更具挑战性，主要表现在：天线除了需要具有超宽的工作频带(一般为3.1GHz—10.6GHz)，还要能够保持尺寸的紧凑，重量的轻薄，并且易于与平面大规模电路集成。

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基于渐变型台阶形结构的超宽带天线是解决此问题的常用方法之一，同时解决目前天线的结构和工艺比较复杂的问题。

实用新型内容

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渐变型超宽带天线，带宽范围在2.03～15.1GHz，阻抗带宽达到174％，完全覆盖超宽带频率范围，并且在此基础之上通过加载U形槽，在WLAN频段实现陷波功能，减小WLAN信号的干扰。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。

本实用新型所述的技术方案是：

一种新型的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：包括介质基板(1)，辐射贴片单元(2)，U形结构槽(3)，微带传输线(4)，接地面(5)。所述的辐射单元、微带传输线、U形结构槽都印刷在介质基板上表面，所述的接地面印刷在介质基板的背面。

所述的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：辐射单元为渐变型梯形结构。

所述的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：辐射单元贴片上开U形结构槽。

具体结构：

(1)本实用新型的辐射贴片单元采用渐变型台阶形结构展宽带宽。

(2)本实用新型所述的在辐射单元上刻U形结构槽，通过调节U形结构槽的具体尺寸调整陷波频率的位置，从而实现超宽带通信与互扰通信系统之间相互兼容协同通信。

(3)本实用新型天线具体尺寸：介质基板宽Ws＝30mm，长Ls＝35mm，厚度h＝1.6mm，辐射贴片单元宽Wp＝15mm，长Lp＝14.5mm，d₁＝12.5mm，接地面长Lg＝11.3mm，辐射单元贴片上渐变型台阶形的面积分别为：step1＝1.5×12mm²，step2＝1×9mm²，微带传输线宽W₁＝3.5mm，U形结构槽s＝0.5mm，Lt＝3mm，Wt＝12mm。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，便于批量生产。

附图说明

图1为本实用新型的正面图；

图2为本实用新型的侧面图；

图3为本实用新型的尺寸图；

图4为本实用新型的S参数仿真图；

图5为本实用新型的驻波比仿真图；

图6为本实用新型的在WLAN频段驻波比仿真图；

具体实施方式

天线实例：

如图1所示，具有陷波特性的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其组成包括：介质基板(1)，辐射贴片单元(2)，U形结构槽(3)，微带传输线(4)，接地面(5)。所述的辐射单元、微带传输线、U形结构槽都印刷在介质基板上表面，所述的接地面印刷在介质基板的背面。具体尺寸：Ws＝30mm，Ls＝35mm，Wp＝15mm，Lp＝14.5mm，d₁＝12.5mm，Lg＝11.3mm，step1＝1.5×12mm²，step2＝1×9mm²，W₁＝3.5mm，h＝1.6mm，s＝0.5mm，Lt＝3mm，Wt＝12mm，h1＝7.5mm。

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2.55。

所述的辐射单元具有渐变型台阶形结构，实现天线的超宽带特性。

所述的微带传输线特征阻抗50Ω，线宽3.5mm，实现很好的阻抗匹配。

基于渐变型台阶形结构的超宽带天线具有很好的陷波特性。在图3中可以看出，该天线的带宽范围为2.03～15.1GHz，达到超宽带天线带宽的要求，完全覆盖超宽带天线频率范围，且图4中也可以看出天线驻波比小于等于2的阻抗带宽2.03～15.1GHz，满足超宽带通信的需求。根据加载的U形槽结构，阻抗带宽范围内实现陷波特性，其驻波比图如图5所示，可见在5.11～5.98GHz范围内值 大于2，存在较大的反射波，频率范围正好覆盖WLAN信号频率段，即该通过加载的U行结构槽在WLAN信号频段形成反射，可以有效的抑制WLAN频段信号的干扰，很好的消除或者降低超宽带天线对电磁的干扰，实现良好的通信需求。

Claims (3)

1.一种基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：介质基板(1)，辐射贴片单元(2)，U形结构槽(3)，微带传输线(4)，接地面(5)，所述的辐射单元、微带传输线、U形结构槽都印刷在介质基板上表面，所述的接地面印刷在介质基板的背面。

2.根据权利要求1所述的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：辐射单元为渐变型台阶形结构。

3.根据权利要求1、2其中任一项所述的基于渐变型台阶形结构的超宽带天线，其特征是：辐射单元贴片上开U形结构槽。