CN205828660U - 一种x形双陷波超宽带平面单极子天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，由印制在介质基板上的X形辐射单元、Y形共面波导传输线、矩形地板和外接的同轴接头构成。X形辐射单元由两个U形贴片旋转90度后对称组合而成，实现各谐振模式的平稳交叉，使天线具有良好的超宽带特性。采用Y形共面波导传输线能够调节输入阻抗，降低辐射损耗。在辐射单元在引入C形缝隙、地板中引入钩形折线槽，分别控制5.5GHz和8.0GHz阻带的位置，使天线具有双陷波特性。该天线具有尺寸小、结构简单、加工方便、容易集成等特点，工作频带覆盖2.9～12.6GHz，陷波频段为5.1～6.0GHz、7.3～8.7GHz，能够有效抑制WLAN和X频段对超宽带天线的潜在干扰，适用于小型超宽带无线通信终端。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信天线技术领域，具体涉及一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，适用于超宽带无线通信系统。
背景技术
随着现代通信频谱分布密集化发展，对通信保密的要求不断提高，超宽带天线覆盖多个商用通信频段，存在与其他通信系统兼容的问题，容易受到已用频段的干扰，设计具有陷波特性的超宽带天线可以有效的解决上述问题，能够使各个系统相互兼容，进而提高频谱资源的利用率。单极子天线具有良好的宽带特性，且具有易于共形、体积小等优点，在超宽带系统中具有良好的应用前景。单极子天线辐射单元的结构可以采用圆形、梯形、方形、菱形，或者其它几何形状的组合结构，从而提高天线的阻抗带宽和增益，也可以通过调节地板与辐射单元的缝隙结构、地板的形状，展宽天线的阻抗带宽。采用共面波导馈电形式具有超宽带、低色散、易于共形等优点，方便在介质基板的同侧设计天线，使得机械结构较为简单。实现陷波特性的方法主要有两种：一种方法是在天线与射频电路前端之间增加带阻滤波器，实现抗干扰功能，但这种方法需要特定的滤波器，增加了制造成本；另一种方法是在天线中增加谐振结构，将谐振结构刻蚀在辐射单元或地板上，使天线在干扰频段产生高反射系数，在干扰频段内产生陷波特性。谐振单元通常可以加载到辐射单元、馈线成地板上，调整谐振结构的尺寸和位置可以实现天线的多陷波特性。辐射单元中加载谐振结构的方法是在辐射单元谐振频点较集中的地方加载谐振结构，能够改变辐射单元表面电流分布，使天线在该频点产生谐振，实现陷波特性。一种U形双陷波特性的超宽带平面印刷天线，在U形天线上引入U形缝隙和直线缝隙，陷波频段覆盖3.5GHzWiMAX和5.5GHzWLAN频段，抑制商用频段对超宽带天线的潜在干扰。馈线中加载谐振结构的方法是在馈线末端增加谐振结构，与馈线上集成带阻滤波器的原理相同，利用耦合谐振作用实现陷波特性，谐振单元的结构决定天线的带宽，常用的谐振结构有阶梯结构、弯折结构等。一种不规则多边形双陷波超宽带天线，采用带凹槽的不规则五边形辐射单元，L形地板，通过共面波导馈电，辐射单元中加载C形槽，馈线中引入折线槽，陷波频段覆盖5～6GHz、7.2～8.6GHz，有效隔离了WLAN和X波段的潜在干扰，但该天线的高频段阻抗匹配不够好。地板中加载谐振结构的方法是在电流分布集中的地板边缘处增加谐振结构，使天线具有陷波特性。一种组合结构双陷波超宽带天线，采用阶梯形与半圆形组合结构辐射单元、在辐射单元上加载一个U形槽，在地板两侧引入L形槽，工作频段为2.2～12GHz，陷波频段为2.95～3.81GHz、4.95～6.25GHz，实现WiMAX、WLAN的双陷波特性，但其天线尺寸较大。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，具有双陷波特性和良好的辐射特性，能够有效隔离5.5GHz WLAN和8.0GHz X频段的潜在干扰。
本实用新型的技术方案是：一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，由印制在介质基板上的X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)和外接的同轴接头(4)构成，所述的X形辐射单元(1)由两个U形贴片旋转90度后对称组合而成，在X形辐射单元(1)靠小圆弧一侧对称引入C形缝隙，所述的Y形共面波导传输线(2)由两个L形和一个矩形贴片组合形成Y形结构，所述的矩形地板(3)中对称引入钩形折线槽，其特征在于：天线为左右对称结构，X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)印制在介质基板同一平面上，X形辐射单元(1)位于介质基板的中上部，通过Y形共面波导传输线(2)馈电，传输线位于天线的对称轴处，上端分别与辐射单元底部连接，下端与介质基板边缘平齐，矩形地板(3)对称分布于天线的左右两侧，与共面波导传输线(2)之间存在有效的间隔，同轴接头(4)与Y形共面波导传输线(2)和矩形地板(3)的下边缘相对接。
本实用新型的效果在于：本天线辐射单元主体采用X形结构，实现各谐振模式的平稳交叉，使天线具有良好的超宽带特性，调节辐射单元和地板的尺寸可以获得较好的阻抗匹配特性。采用Y形共面波导传输线能够调节输入阻抗，降低辐射损耗。在辐射单元在引入C形缝隙、地板中引入钩形折线槽，分别控制5.5GHz和8.0GHz阻带的位置，使天线具有双陷波特性。该天线具有尺寸小、结构简单、加工方便、容易集成等特点，工作频带覆盖2.9～12.6GHz，陷波频段为5.1～6.0GHz、7.3～8.7GHz，能够有效抑制WLAN和X频段对超宽带天线的潜在干扰，适用于小型超宽带无线通信终端。
附图说明
图1是本实用新型实例的结构示意图。
图2本实用新型实例实测天线驻波比曲线与仿真结果比较。
图3是本实用新型实例在频率为3.5GHz时的xoz面辐射方向图。
图4是本实用新型实例在频率为3.5GHz时的xoy面辐射方向图。
图5是本实用新型实例在频率为4.5GHz时的xoz面辐射方向图。
图6是本实用新型实例在频率为4.5GHz时的xoy面辐射方向图。
图7是本实用新型实例在频率为6.5GHz时的xoz面辐射方向图。
图8是本实用新型实例在频率为6.5GHz时的xoy面辐射方向图。
图9是本实用新型实例在频率为10GHz时的xoz面辐射方向图。
图10是本实用新型实例在频率为10GHz时的xoy面辐射方向图。
图11是本实用新型实例的峰值增益曲线。
具体实施方式
本实用新型的具体实施方式是：如图1所示，一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，由印制在介质基板上的X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)和外接的同轴接头(4)构成。所述的X形辐射单元(1)由两个U形贴片旋转90度后对称组合而成，在辐射单元主体采用X形结构，实现各谐振模式的平稳交叉，使天线具有良好的超宽带特性，调节辐射单元和地板的尺寸可以获得较好的阻抗匹配特性，X形辐射单元(1)靠小圆弧一侧对称引入C形缝隙，使得天线在5.5GHz处出现陷波频段。所述的Y形共面波导传输线(2)由两个L形和一个矩形贴片组合形成Y形结构，调节输入阻抗，降低辐射损耗。所述的矩形地板(3)中对称引入钩形折线槽，使得天线在8.0GHz处出现陷波频段。其特征在于：天线为左右对称结构，X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)印制在介质基板同一平面上，X形辐射单元(1)位于介质基板的中上部，通过Y形共面波导传输线(2)馈电，传输线位于天线的对称轴处，上端分别与辐射单元底部连接，下端与介质基板边缘平齐，矩形地板(3)对称分布于天线的左右两侧，与共面波导传输线(2)之间存在有效的间隔，同轴接头(4)与Y形共面波导传输线(2)和矩形地板(3)的下边缘相对接。
选择FR4环氧树脂介质基板，介质基板尺寸为高l＝30mm、宽w＝30mm，介电常数εr＝4.4，厚度h＝1.6mm。X形辐射单元、Y形共面波导传输线、矩形地板印制在介质基板同一平面上，天线结构左右对称使天线辐射方向图具有对称性。辐射单元采用两个U形的组合结构能够实现各谐振模式的平稳交叉，使天线的工作带宽较宽，合理调整辐射单元和地板的尺寸能够得到较好的阻抗匹配。在X形辐射单元对称引入C形缝隙，使得天线在5.5GHz处出现陷波频段，C形缝隙与圆弧同心，缝隙宽度为r4-r3。在矩形地板中对称引入钩形折线槽，使得天线在8.0GHz处出现陷波频段，钩形折线槽的宽度为c。天线由Y形共面波导传输线馈电，馈线宽度分别为w1、w4，与矩形地板之间的缝隙宽度为g，两块矩形地板对称分布在天线的左右两侧，整体尺寸为l3×w2。利用电磁仿真软件Ansoft HFSS进行仿真优化分析，得出天线的结构尺寸：w1＝2.5mm，w2＝13.0mm，w3＝1.6mm，w4＝5.6mm，w5＝6.0mm，w6＝3.0mm，w7＝3.2mm，l1＝10.8mm，l2＝12.5mm，l3＝9.2mm，l4＝3.5mm，l5＝6.1mm，l6＝1.5mm，r1＝8.9mm，r2＝3.2mm，r3＝3.6mm，r4＝4.3mm，c＝0.4mm，g＝0.6mm，如图1所示。
使用Agilent矢量网络分析仪对天线模型进行测试，实测天线驻波比曲线与仿真结果对比如图2所示，从对比结果可以看出，实测结果与仿真结果在整体上保持了较好的一致性，在高频段略有差别，原因是手工焊接同轴接头增加了寄生电容导致。从实测结果可以看出，天线在VSWR≤2的阻抗带宽为2.9～12.6GHz，满足超宽带系统对工作带宽的需求，陷波频段分别为5.1～6.0GHz、7.3～8.7GHz，能够有效抑制WLAN和X频段对超宽带天线的干扰。
对天线在3.5、4.5GHz、6.5GHz、10GHz四个频率点处的xoz面和xoy面辐射方向图进行实测，检验天线的辐射特性，实测和仿真结果对比如图3、4、5、6、7、8、9、10所示。从图中可以看出，实测结果与仿真结果基本吻合，随着频率的升高偏差增加，造成偏差的主要原因是对天线开槽的精度很难达到仿真软件的精度，导致天线实物丢失一定的精度，使实测结果与仿真结果偏差增加。在xoz面近似为“∞”，在高频时出现略微畸变，在xoy面辐射曲线近似全向，随频率升高方向图由圆形向椭圆形变化，说明天线具有较好的全向性，满足超宽带天线对辐射特性的需求。
天线在频带内不同频率点的峰值增益曲线如图11所示，在频带范围内选取若干个采样点，测试结果表明，天线峰值增益随频率的上升变化平稳，整体呈上升趋势，在陷波频段增益迅速降低，降低的频段出现在5.1～6.0GHz的WLAN频段和7.3～8.7GHz的X频段，天线在这两个频段内不会产生干扰或被干扰，说明该天线具有良好的电性能和陷波特性，能够有效抑制WLAN和X频段存在的潜在干扰，可以应用在小型超宽带无线通信系统中。
Claims (1)
1.一种X形双陷波超宽带平面单极子天线，由印制在介质基板上的X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)和外接的同轴接头(4)构成，所述的X形辐射单元(1)由两个U形贴片旋转90度后对称组合而成，在X形辐射单元(1)靠小圆弧一侧对称引入C形缝隙，所述的Y形共面波导传输线(2)由两个L形和一个矩形贴片组合形成Y形结构，所述的矩形地板(3)中对称引入钩形折线槽，其特征在于：天线为左右对称结构，X形辐射单元(1)、Y形共面波导传输线(2)、矩形地板(3)印制在介质基板同一平面上，X形辐射单元(1)位于介质基板的中上部，通过Y形共面波导传输线(2)馈电，传输线位于天线的对称轴处，上端分别与辐射单元底部连接，下端与介质基板边缘平齐，矩形地板(3)对称分布于天线的左右两侧，与共面波导传输线(2)之间存在有效的间隔，同轴接头(4)与Y形共面波导传输线(2)和矩形地板(3)的下边缘相对接。
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| CN106848602A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-06-13 | 重庆金美通信有限责任公司 | 一种双频段全向天线 |
| CN107834166A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-03-23 | 广东盛路通信科技股份有限公司 | 一种双频全向高铁天线 |
| CN111801844A (zh) * | 2018-03-06 | 2020-10-20 | 东友精细化工有限公司 | 天线装置和包括该天线装置的显示装置 |
| CN112768956A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 深圳品创兴科技有限公司 | 一种新型降低cpe噪声的5g天线 |
| CN114400440A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-26 | 之江实验室 | 一种用于光电探测的宽频太赫兹电磁结构 |
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106848602A (zh) * | 2017-01-09 | 2017-06-13 | 重庆金美通信有限责任公司 | 一种双频段全向天线 |
| CN107834166A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-03-23 | 广东盛路通信科技股份有限公司 | 一种双频全向高铁天线 |
| CN111801844A (zh) * | 2018-03-06 | 2020-10-20 | 东友精细化工有限公司 | 天线装置和包括该天线装置的显示装置 |
| US11600911B2 (en) | 2018-03-06 | 2023-03-07 | Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. | Antenna device and display device including the same |
| CN111801844B (zh) * | 2018-03-06 | 2023-03-28 | 东友精细化工有限公司 | 天线装置和包括该天线装置的显示装置 |
| CN112768956A (zh) * | 2020-12-29 | 2021-05-07 | 深圳品创兴科技有限公司 | 一种新型降低cpe噪声的5g天线 |
| CN114400440A (zh) * | 2022-03-24 | 2022-04-26 | 之江实验室 | 一种用于光电探测的宽频太赫兹电磁结构 |
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