CN210778980U - 一种紧凑型超宽带双陷波天线 - Google Patents
一种紧凑型超宽带双陷波天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN210778980U CN210778980U CN201922291613.6U CN201922291613U CN210778980U CN 210778980 U CN210778980 U CN 210778980U CN 201922291613 U CN201922291613 U CN 201922291613U CN 210778980 U CN210778980 U CN 210778980U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- trapezoid
- edge
- groove
- shaped groove
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Abstract
本实用新型公开了一种紧凑型超宽带双陷波天线，包括介质基板，以及覆于该介质基板上的金属贴片，所述金属贴片包括梯形共面地、微带馈线、圆形辐射体；所述梯形共面地为下底边与介质基板边缘重合的正梯形，该正梯形中间开槽，形成两个对称的直角梯形；所述圆形辐射体上边缘与介质基板边缘相切，下边缘正对梯形共面地的开槽处，所述圆形辐射体内分别开设弧形槽和L形槽；所述微带馈线一端连接圆形辐射体，另一端穿过梯形共面地的槽与介质基板边缘重合。该天线结构紧凑，尺寸较小，便于应用到各种通信设备中；其次，在工作频段内可实现全向辐射特性，且工作性能稳定；同时，金属接地层与天线辐射结构处于同一平面，提高了天线的加工制作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通信领域，尤其是涉及一种紧凑型超宽带双陷波天线。
背景技术
近些自从2002年美国联邦通信委员会(Federal Communicatuins Commission,FCC)将3.1-10.6GHz频段定义为超宽带(Ultra Wide Band,UWB)以来，超宽带通信系统因为高传输速率、高容量、低检测率和高分辨率等优点迅速成为民用通信系统的研究重点，广泛应用于医学成像、矿井通信、智能物联网等短距离无线通信系统。但是在UWB通信系统的工作频带中有多个窄带通信系统占用，例如全球互联接入IEEE802.16WiMAX(3.3-3.6GHz)，C波段卫星通信(3.7-4.4GHz)，数字微波通信(4.3-4.5GHz)、无线局域网IEEE802.11a WLAN(5.15-5.825GHz)，以及X波段卫星通信(7.2～7.6GHz)等。为了减小这些窄带通信系统对UWB造成的噪声干扰，在2003年美国的Schantz等人提出了在超宽带天线上引入陷波结构的超宽带陷波天线。超宽带陷波天线一经提出就受到国内外研究人员的广泛关注。超宽带天线主要通过改变辐射单元尺寸、结构和地板位置、形状等方法，改变天线表面电流流向，提高其辐射能力。具体包括在天线上引入寄生单元、利用分形结构、开槽或增加新的谐振枝节等。
实用新型内容
实用新型目的：为了克服背景技术的不足，本实用新型公开了一种具有双陷波特性、以及良好的超宽带和全向辐射特性的紧凑型超宽带双陷波天线。
技术方案：本实用新型的紧凑型超宽带双陷波天线，包括介质基板，以及覆于该介质基板上的金属贴片，所述金属贴片包括梯形共面地、微带馈线、圆形辐射体；
所述梯形共面地为下底边与介质基板边缘重合的正梯形，该正梯形中间开槽，形成两个对称的直角梯形；
所述圆形辐射体上边缘与介质基板边缘相切，下边缘正对梯形共面地的开槽处，所述圆形辐射体内分别开设一个弧形槽和一个L形槽；
所述微带馈线一端连接圆形辐射体，另一端穿过梯形共面地的槽与介质基板边缘重合。
本方案中梯形共面地能进一步提高天线的带宽，弧形槽的作用是实现天线在WiMAX(3.3-3.6GHz)频段的陷波和L形槽作用是实现WLAN(5.15-5.825GHz)频段的陷波。
进一步的，所述弧形槽的开口朝上，两端均延伸至圆形辐射体的边沿，所述L形槽的开口朝下，由水平线槽和垂直线槽端部连接形成，所述水平线槽的另一端延伸至圆形辐射体的边沿，所述垂直线槽的另一端延伸至圆形辐射体的内部不到边沿处。
进一步的，所述圆形辐射体的圆心位于所述弧形槽的弧内侧，所述L形槽与弧形槽开口方向相对，所述水平线槽长度小于垂直线槽。
其中，所述介质基板采用大小为25mm×25mm，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02，厚度为1.5mm的FR4环氧树脂。
所述弧形槽与L形槽的槽宽一致。
所述梯形共面地201被分成的直角梯形上底为5mm，下底为11mm，所述微带馈线202宽2.4mm，所述微带馈线202与两侧直角梯形的距离为0.3mm，所述弧形槽3槽宽0.4mm，所述圆形辐射体203半径8mm。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型的优点为：首先，该陷波天线结构紧凑，尺寸较小，便于应用到各种通信设备中；其次，本发明天线在工作频段内可实现全向辐射特性，且工作性能稳定；再而，本发明的金属接地层与天线辐射结构处于同一平面，提高了天线的加工制作效率。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图；
图2是本实用新型结构尺寸图；
图3是本实用新型天线结构设计过程图；
图4是图3中不同共面地下天线的回波损耗；
图5是本实用新型中L形槽长度对天线回波损耗的影响；
图6是本实用新型中弧形槽宽度对天线回波损耗的影响；
图7是本实用新型天线的回波损耗参数图；
图8是本实用新型天线的电压驻波比图；
图9是本实用新型天线在3GHz的辐射方向图；
图10是本实用新型天线在5GHz的辐射方向图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案作进一步的说明。
如图1和图2所示的紧凑型超宽带双陷波天线，包括介质基板1，以及覆于该介质基板上的金属贴片2，本实施例中采用铜片，所述介质基板1所述介质基板1采用大小为25mm×25mm(W＝L＝25mm)，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02，厚度为1.5mm的FR4环氧树脂，所述金属贴片2包括梯形共面地201、微带馈线202、圆形辐射体203；
其中，所述梯形共面地201为下底边与介质基板1边缘重合的正梯形，该正梯形中间开槽，形成两个对称的直角梯形；
所述圆形辐射体203上边缘与介质基板1边缘相切，下边缘正对梯形共面地201的开槽处，所述圆形辐射体203内分别开设一个弧形槽3和一个L形槽4，弧形槽3与L形槽4间隔，互不交叉，L形槽4作用是实现天线在WiMAX(3.3-3.6GHz)频段的陷波、弧形槽的作用是实现WLAN(5.15-5.825GHz)频段的陷波；所述弧形槽3的开口朝上，两端均延伸至圆形辐射体203的边沿，所述圆形辐射体203的圆心位于所述弧形槽3的弧内侧，所述L形槽4的开口朝下，与弧形槽3开口方向相对，由水平线槽401和垂直线槽402端部连接形成，所述水平线槽401的另一端延伸至圆形辐射体203的边沿，所述垂直线槽402的另一端延伸至圆形辐射体203的内部不到边沿处，所述水平线槽401长度小于垂直线槽402(本实施例中水平线槽比垂直线槽小一个槽宽的长度L1＝W1＝7mm)，所述弧形槽3与L形槽4的槽宽一致。
所述微带馈线202一端连接圆形辐射体203，另一端穿过梯形共面地201的槽与介质基板1边缘重合。
本实施例中具体的尺寸为：所述梯形共面地201被分成的直角梯形上底为W2＝5mm，下底为W4＝11mm，所述微带馈线202宽W3＝2.4mm，所述微带馈线202与两侧直角梯形的距离为S2＝0.3mm，所述弧形槽3槽宽S1＝0.4mm，所述圆形辐射体203半径r＝8mm。
如图3所示，为本实用新型天线结构设计过程图，以图2(a)中的天线1为基础模型，该基础模型采用的是矩形共面地结构，图2(b)的天线2在基础模型上将矩形结构的两个顶角截去形成两个对称的直角梯形，原因在于梯形共面地能进一步提高天线的带宽。图2(c)和(d)为天线的开槽过程，首先对L形槽进行设计，最后在L形槽的基础上添加弧形槽。
如图4所示的回波损耗图可以看出在采用梯形共面地结构后，天线的工作带宽明显扩大。
如图5为本设计天线中L形槽长度对天线回波损耗的影响，首先将L形槽的长度设置为相应陷波中心频率所对应波导波长的一半，然后在此基础上对长度进行具体调整。从图中可以看出随着L形槽长度的增大，天线回波损耗在3-4GHz范围内出现变化，当L1+W1＝14mm时，回波损耗在-10dB以上区域的覆盖了WiMAX(3.3-3.6GHz)频段，从而实现了天线在在WiMAX(3.3-3.6GHz)频段的陷波。
如图6为所示为本设计中添加弧形槽情况下，弧形槽宽度对天线回波损耗的影响。弧形槽较为平滑的边缘可以将更多的表面电流聚集在槽的周围，从而实现一个较宽的陷波频带。从图中可以看出随着弧形槽宽度的增加，天线的陷波频段也在扩大，最终选择弧形槽宽度S2＝0.4mm，实现了天线的第二陷波频带为5.04-5.91GHz，该频段覆盖了WLAN(5.15-5.825GHz)，因此具有很好的陷波效果。
如图7所示为最终天线的回波损耗图，从图中可以看出天线的工作频段(-10dB以下)覆盖了除WiMAX(3.3-3.6GHz)和WLAN(5.15-5.825GHz)之外的3-11GHz。
如图8所示为本设计天线的电压驻波比图，所在频段的电压驻波比越高说明天线在此频段的陷波能力越强。从图中可以看出，电压驻波比出现两个峰值，代表这两个频段处天线的陷波能力越强。结合图4中-10dB以上区域所在的频段位置，表明本发明天线的陷波效果良好。
如图9所示为天线工作在3GHz的辐射方向图。可以看出，设计的天线能够满足全向辐射的特性，因此能够很好的应用在无线通信系统中。
如图10所示为天线工作在5GHz的辐射方向图。可以看出，在5GHz下所设计的天线仍旧能够满足全向辐射的特性，因此具有很好的实用价值。
Claims (6)
1.一种紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：包括介质基板(1)，以及覆于该介质基板上的金属贴片(2)，所述金属贴片(2)包括梯形共面地(201)、微带馈线(202)、圆形辐射体(203)；
所述梯形共面地(201)为下底边与介质基板(1)边缘重合的正梯形，该正梯形中间开槽，形成两个对称的直角梯形；
所述圆形辐射体(203)上边缘与介质基板(1)边缘相切，下边缘正对梯形共面地(201)的开槽处，所述圆形辐射体(203)内分别开设一个弧形槽(3)和一个L形槽(4)；
所述微带馈线(202)一端连接圆形辐射体(203)，另一端穿过梯形共面地(201)的槽与介质基板(1)边缘重合。
2.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：所述弧形槽(3)的开口朝上，两端均延伸至圆形辐射体(203)的边沿，所述L形槽(4)的开口朝下，由水平线槽(401)和垂直线槽(402)端部连接形成，所述水平线槽(401)的另一端延伸至圆形辐射体(203)的边沿，所述垂直线槽(402)的另一端延伸至圆形辐射体(203)的内部不到边沿处。
3.根据权利要求2所述的紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：所述圆形辐射体(203)的圆心位于所述弧形槽(3)的弧内侧，所述L形槽(4)与弧形槽(3)开口方向相对，所述水平线槽(401)长度小于垂直线槽(402)。
4.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：所述介质基板(1)采用大小为25mm×25mm，介电常数为4.4，损耗角正切为0.02，厚度为1.5mm的FR4环氧树脂。
5.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：所述弧形槽(3)与L形槽(4)的槽宽一致。
6.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带双陷波天线，其特征在于：所述梯形共面地(201)被分成的直角梯形上底为5mm，下底为11mm，所述微带馈线(202)宽2.4mm，所述微带馈线(202)与两侧直角梯形的距离为0.3mm，所述弧形槽(3)槽宽0.4mm，所述圆形辐射体(203)半径8mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922291613.6U CN210778980U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种紧凑型超宽带双陷波天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201922291613.6U CN210778980U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种紧凑型超宽带双陷波天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN210778980U true CN210778980U (zh) | 2020-06-16 |
Family
ID=71049582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201922291613.6U Active CN210778980U (zh) | 2019-12-19 | 2019-12-19 | 一种紧凑型超宽带双陷波天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN210778980U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113258280A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 长春理工大学 | 一种Ka波段爪形宽带对拓Vivaldi天线 |
| CN113644424A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-12 | 山东师范大学 | 一种基于超宽带信号的弧形槽陷波单极子微带天线 |
-
2019
- 2019-12-19 CN CN201922291613.6U patent/CN210778980U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113258280A (zh) * | 2021-05-12 | 2021-08-13 | 长春理工大学 | 一种Ka波段爪形宽带对拓Vivaldi天线 |
| CN113258280B (zh) * | 2021-05-12 | 2022-07-08 | 长春理工大学 | 一种基于爪形槽的Ka波段宽带对拓Vivaldi天线 |
| CN113644424A (zh) * | 2021-07-05 | 2021-11-12 | 山东师范大学 | 一种基于超宽带信号的弧形槽陷波单极子微带天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108767460B (zh) | 一种具有三陷波特性的超宽带天线 | |
| CN111416202A (zh) | 一种小型化双陷波特性的超宽带天线 | |
| CN210137009U (zh) | 一种高选择性三陷波超宽带分形天线 | |
| CN111541008B (zh) | 一种具有双陷波特性的超宽带天线 | |
| CN210778980U (zh) | 一种紧凑型超宽带双陷波天线 | |
| CN104934703A (zh) | 可屏蔽多种窄带信号干扰的超宽带天线 | |
| CN112886221A (zh) | 一种基于l形匹配枝节的超宽带双陷波天线 | |
| CN104953288A (zh) | 在多个频段具有带陷特性的小型超宽带天线 | |
| CN112736442A (zh) | 一种具有定向特性的滤波缝隙天线 | |
| CN203503783U (zh) | 具有双陷波特性的超宽带天线 | |
| CN105789876A (zh) | 一种基于寄生条带的紧凑型超宽带天线 | |
| CN104916907A (zh) | 具有三带阻特性的超宽带单极子天线 | |
| CN112886230B (zh) | 一种四陷波超宽带天线 | |
| CN112366457A (zh) | 一种小型化双陷波特性的超宽带单极子天线 | |
| CN112234358A (zh) | 一种小型化双陷波超宽带天线 | |
| CN107834190B (zh) | 一种小型双陷波超宽带天线 | |
| CN102570021A (zh) | 带三角形槽陷波超宽带天线 | |
| CN212114007U (zh) | 一种小型化双陷波特性的超宽带天线 | |
| CN113964534A (zh) | 一种具有双陷波特性的陷波超宽带天线 | |
| CN113140905B (zh) | 一种蝶形六陷波特性的超宽带天线 | |
| CN210379419U (zh) | 一种具有双陷波特性的超宽带天线 | |
| CN205646136U (zh) | 基于n形槽的陷波超宽带天线 | |
| CN109962333B (zh) | 四陷波超宽带天线 | |
| CN209948038U (zh) | 一种差分馈电三频双极化天线 | |
| CN111478027A (zh) | 一种宽带双陷波超宽带天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221208 Address after: Room 503, Building 25, No. 1618, Yishan Road, Minhang District, Shanghai, 201103 Patentee after: Shanghai dianlian Xusheng Communication Technology Co.,Ltd. Address before: 210044 No. 219 Ning six road, Jiangbei new district, Nanjing, Jiangsu Patentee before: Nanjing University of Information Science and Technology |