CN206422230U - 超宽带陷波差分天线 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种超宽带陷波差分天线，包括介质基板、位于介质基板下表面的接地板、以及位于介质基板上表面的馈电层；所述馈电层包括左右对称设置的两个辐射单元；所述辐射单元包括微带馈线和辐射贴片；所述微带馈线与辐射贴片连接；所述接地板包括位于接地板边缘且辐射对称的四个切角、位于接地板中间的圆形缝隙、以及位于圆形缝隙中左右对称设置的两个C形金属带；所述C形金属带与圆形缝隙的边缘平行，且所述C形金属带与圆形缝隙边缘之间有间隙。本实用新型的超宽带陷波差分天线实现了小型化，实现了良好的陷波功能，且天线在高频段的辐射特性得到了优化和改善，天线在高频段的增益也得到了提高。

Description

超宽带陷波差分天线
技术领域
本实用新型涉及微波通信技术领域，尤其涉及一种超宽带陷波差分天线。
背景技术
自从2002年联邦通讯委员会公布3.1～10.6GHz频段应用于商业领域以来，具有高数据传输率、低成本、低功耗、抗干扰能力强的超宽带(UWB)通信系统得到迅速发展，超宽带天线成为近年来国际学者的研究热点。然而，超宽带的覆盖范围内，一些频段已经被占用，例如WiMAX(3.4～3.6GHz)，以及WLAN(5.15～5.35GHz)和(5.725～5.825GHz)。因此，超宽带天线工作时与现有的通信网络之间产生干扰。
因此，需要一种能够避免超宽带天线与已存在的通信网络之间产生不必要干扰的超宽带陷波差分天线。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种超宽带陷波差分天线，旨在解决现有技术中超宽带天线工作时与现有的通信网络之间产生干扰的技术问题。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种超宽带陷波差分天线，包括介质基板、位于介质基板下表面的接地板、以及位于介质基板上表面的馈电层；所述馈电层包括左右对称设置的两个辐射单元；所述辐射单元包括微带馈线和辐射贴片；所述微带馈线与辐射贴片连接；所述接地板的形状是在矩形的四个角进行切角处理后的八边形，所述接地板包括位于接地板中间的圆形缝隙和位于圆形缝隙中左右对称设置的两个C形金属带；所述C形金属带与圆形缝隙的边缘平行，且所述C形金属带与圆形缝隙边缘之间有间隙；所述微带馈线的对称中心线与C形金属带的对称中心线平行。
其中，所述微带馈线与辐射贴片连接的一端是渐变式结构；在所述渐变式结构中，所述微带馈线的宽度随着微带馈线与辐射贴片之间的距离的缩短而不断增大。
其中，所述切角的形状为等腰直角三角形，所述辐射贴片的形状为圆形。
其中，所述接地板的长为34mm，宽为30mm。
其中，所述两个C形金属带的弦之间的距离为9mm；所述圆形缝隙的半径为12mm。
其中，所述C形金属带宽度在1～1.4mm之间。
其中，所述间隙为0.1mm。
本实用新型的超宽带陷波差分天线采用微带馈线进行差分馈电，并通过接地板的四个对称设置的切角和位于圆形缝隙中左右对称设置的两个C形金属带改善整个超宽带陷波差分天线的阻抗匹配，实现了良好的陷波功能，并使得整个超宽带陷波差分天线的尺寸可以设计的更小，实现了小型化，有利于射频前端的集成。此外，圆形缝隙中左右对称设置的两个C形金属带还使得天线在高频段的辐射特性得到了优化和改善，提高了天线在高频段的增益。
附图说明
图1是本实用新型第一实施例中的超宽带陷波差分天线的结构示意图。
图2是本实用新型第一实施例中的超宽带陷波差分天线的在不同t值下的超宽带陷波天线的仿真反射系数结果。
图3是本实用新型一具体实施例中t＝1mm时的超宽带陷波差分天线的仿真反射系数结果。
图4是本实用新型一具体实施例中t＝1mm时的超宽带陷波差分天线的增益曲线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步的详细说明，以下实施例是对本实用新型的解释，本实用新型并不局限于以下实施例。
本实用新型提出第一实施例，如图1所示，一种超宽带陷波差分天线，包括介质基板1、位于介质基板1下表面的接地板2、以及位于介质基板1上表面的馈电层3；所述馈电层包括左右对称设置的两个辐射单元；所述辐射单元包括微带馈线31和圆形辐射贴片32；所述微带馈线31与圆形辐射贴片32连接；所述微带馈线31与圆形辐射贴片32连接的一端是渐变式结构33；在所述渐变式结构33中，所述微带馈线31的宽度随着微带馈线31与圆形辐射贴片32之间的距离的缩短而不断增大。所述接地板2的形状是在矩形的四个角进行切角处理后的八边形，所述接地板2包括位于接地板2中间的圆形缝隙21和位于圆形缝隙21中左右对称设置的两个C形金属带22；所述C形金属带22与圆形缝隙21的边缘平行，且所述C形金属带22与圆形缝隙21边缘之间有间隙23；所述切角的形状为等腰直角三角形；所述微带馈线31的对称中心线与C形金属带22的对称中心线平行。
本实用新型的超宽带陷波差分天线采用微带馈线31进行差分馈电，其中接地板2的四个对称设置的切角使得天线的尺寸可以设计的更小，实现了小型化，有利于射频前端的集成；位于圆形缝隙21中左右对称设置的两个C形金属带22改善整个超宽带陷波差分天线的阻抗匹配，实现了良好的陷波功能，并使得天线在高频段的辐射特性得到了优化和改善，提高了天线在高频段的增益
在本实施例的一个具体实施例中，所述超宽带陷波差分天线是以上下表面均为铜的矩形金属板为基础(覆铜板)，在矩形金属板的下表面中央刻蚀一个圆形缝隙且在下表面的四个角上做切角处理，其中，圆形缝隙中还有左右对称设置的两个C形金属带(TSCSCS结构)。在矩形金属板的上表面刻蚀两个左右对称设置的辐射单元。如图1所示，所述介质基板1采用相对介电常数为6.15的Rogers RT/duroid 6006(tm)介质基板；所述介质基板1的尺寸为34mm(Lsub)×30mm(Wsub)×0.635mm(d)。所述接地板2为铜片；所述圆形辐射贴片32和C形金属带22也为铜片。所述C形金属带22宽度t在1～1.4mm之间，所述切角为腰长D为7mm的等腰直角三角形，所述微带馈线31的长l为7.5mm，微带馈线31的端口的宽w1为0.35mm，所述渐变结构33最宽处为0.7mm，所述圆形辐射贴片32的直径w2为5.7mm，所述圆形缝隙21的半径cr为12mm，所述圆形缝隙21的圆心到C形金属带外边缘的半径cr1为11.9mm，即所述间隙为0.1mm，所述两个C形金属带22的弦之间的距离l1为9mm。
图2示出了本具体实施例中不同C形金属带宽度t的超宽带陷波差分天线的仿真的反射系数结果。
如图2所示，基于所述渐变结构，本实用新型的超宽带陷波差分天线在反射系数(dB)小于等于-10以下的部分(表明天线在该工作频带传输性能良好)均较多，工作频段更宽，因此匹配更好；且随着C形金属带宽度t的减小，匹配更佳。
所述C形金属带宽度t优选为1mm，此时，超宽带陷波天线的仿真反射系数结果如图3所示，超宽带陷波差分天线的增益曲线如图4所示。
如图3所示，该超宽带陷波差分天线的工作频宽为3.1～12GHz，完全覆盖了超宽带的工作频宽(3.1～10.6GHz)；该超宽带陷波差分天线的阻带为6.1～7.25GHz，且阻带两边陡峭，带宽也较宽，能够实现较好的陷波功能。
如图4所示，该超宽带陷波差分天线的仿真增益在3.1～11GHz范围内，仿真增益为3.24～6.36dBi。相应的超宽带差分天线在没有两个C形金属带(TSCSCS结构)时，仿真的超宽带天线增益范围为0.18～4.34dBi(图未示出)。与没有两个C形金属带(TSCSCS结构)的超宽带差分天线相比，在8.5～11GHz范围内，该超宽带陷波差分天线增益提高了约3dBi。
在上述实施例的替代实施例中，所述切角还可根据需要设置成矩形、圆形等形状；所述C形金属带的长度随l1的增加而减小，同时阻带的中心频率增加。
以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种超宽带陷波差分天线，包括介质基板、位于介质基板下表面的接地板、以及位于介质基板上表面的馈电层，其特征在于，所述馈电层包括左右对称设置的两个辐射单元；所述辐射单元包括微带馈线和辐射贴片；所述微带馈线与辐射贴片连接；所述接地板的形状是在矩形的四个角进行切角处理后的八边形，所述接地板包括位于接地板中间的圆形缝隙和位于圆形缝隙中左右对称设置的两个C形金属带；所述C形金属带与圆形缝隙的边缘平行，且所述C形金属带与圆形缝隙边缘之间有间隙；所述微带馈线的对称中心线与C形金属带的对称中心线平行。
2.根据权利要求1所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述微带馈线与辐射贴片连接的一端是渐变式结构；在所述渐变式结构中，所述微带馈线的宽度随着微带馈线与辐射贴片之间的距离的缩短而不断增大。
3.根据权利要求1所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述切角的形状为等腰直角三角形，所述辐射贴片的形状为圆形。
4.根据权利要求1所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述接地板的长为34mm，宽为30mm。
5.根据权利要求4所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述两个C形金属带的弦之间的距离为9mm；所述圆形缝隙的半径为12mm。
6.根据权利要求1所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述C形金属带宽度在1～1.4mm之间。
7.根据权利要求1所述的超宽带陷波差分天线，其特征在于，所述间隙为0.1mm。
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