新型阻帶陡峭的uwb帶阻天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種超寬帶帶阻天線，尤其是涉及新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，該天線可以抑制超寬帶系統與RFID系統的相互干擾。
【背景技術】
[0002]2002年2月，美國聯邦通信委員會(FCC)批準3.1_10.6GHz頻段用于商用通信，因此UWB得到廣泛的應用。
[0003]然而，由于超寬帶通信覆蓋的頻帶較寬，有些頻帶與其它無線系統共用頻帶資源，有可能和其它系統相互干擾，如Wimax系統(3.2-3.5GHz)、WLAN系統(5.15-5.35GHz),(5.725-5.825GHz)和RFID系統(6.8GHz)。如何解決同頻干擾成為UWB研究重要內容，因此具有阻帶特性的超寬帶天線有很高的實用價值。
[0004]近年來出現了很多超寬帶帶阻天線的設計思路，如輻射貼片上開槽、介質板背面寄生金屬貼片、增加開環諧振腔、設計工作在不同頻帶的天線相互形成阻帶等。但這些方法都存在局限性，比如天線體積大，不利于系統集成；阻帶的中心頻率不易調節。本發明中，采用近年來受到廣泛關注的EBG結構，形成帶阻特性。
[0005]電磁帶隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)結構本身具有禁帶特性和同相反射的優越性能，應用于天線領域，可以有效地改善天線的輻射方向圖，提高增益，減小旁瓣和后瓣等，應用于陣列天線，可減少天線間的相互稱合作用。(Electromagnetic Band Gap,EBG)結構滿足了現代無線通信技術對高性能天線的要求，從而使得它在微波通信領域的應用日益廣泛。
[0006]由于EBG結構具有帶禁特性，能抑制特定頻段內的電磁波在傳輸線上的傳輸，從而形成阻帶；且易于和微帶線集成，不會占用額外的空間，并且，阻帶的中心頻率易于調節。因此，EBG結構非常適合應用于超寬帶帶阻天線的設計中，制作體積小，成本低的超寬帶阻帶天線。
【發明內容】
[0007]本發明的目的在于提供新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，該天線可以抑制UWB系統與RFID系統的相互干擾。
[0008]本發明所采用的技術方案:
[0009]本發明包括介質基板(105)、形成于介質基板上的福射單元(101)、Sierpinski三角形分形結構(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、十字交叉型十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)，形成于介質基板下的金屬接地板(104);所述十字交叉型十字交叉型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和十字交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。
[0010]所述阻帶陸峭的超寬帶帶阻天線,其特征在于,福射單元上具有Sierpinski三角形分形結構(106)，以提高阻帶衰減抑制。
[0011]所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格，指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。
[0012]所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格對稱分布于阻抗匹配輸入微帶線(102)兩側；每側各有4個單元晶格。
[0013]所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，所述阻帶的頻率范圍為6.61-7.12GHz，解決了 UWB系統與附近RFID系統的相互干擾問題。
[0014]該發明天線相對于現有的天線具有以下的特性和優點:
[0015]設計簡單、結構緊湊、加工方便、成本低廉。
[0016]十字交叉型EBG結構的增加，不改變原天線通帶內的良好的駐波比與方向圖；且具有阻帶帶寬窄的優點。
[0017]通過調整帶指狀線(1031)的寬度，可實現阻帶中心頻率可調。
[0018]Sierpinski三角形分形結構(106),可提高阻帶衰減抑制。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發明實施實例I的基本結構正面示意圖。
[0020]圖2是本發明實施實例I的基本結構側面示意圖。
[0021]圖3是本發明實施實例I的基本結構背面示意圖。
[0022]圖4是本發明實施實例I的十字交叉型EBG結構單元晶格結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]本發明設計了新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，該濾波器可以抑制UWB系統與RFID系統的相互干擾。
[0024]下面結合附圖距離對發明做更詳細的描述:
[0025]如圖1所示，本發明的新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，介質基板上的輻射單元(101 )、阻抗匹配輸入微帶線(102)、十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)，采用銅材料。
[0026]如圖1所示,通過Sierpinski三角形分形結構(106),提高阻帶衰減抑制。
[0027]本發明的一個實例如圖2所示，介質基板(105)是介電常數為3.2的GML1000材料。該介質基板的厚度為0.762mm。介質基板下的金屬接地板(104)采用銅材料。
[0028]本發明的一個實例如圖3所示，介質基板下的金屬接地板(104)具有凹槽結構。
[0029]如圖4所示，本發明的新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，所述十字交叉型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和十字交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構，由其實現阻帶特性。
[0030]十字交叉型EBG結構的設計:根據微帶傳輸相關理論，設計滿足RFID頻段內具有阻帶特性的電磁帶隙結構。所述十字交叉型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和十字交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。單元晶格構成并聯諧振結構，其中電容由指狀線(1031)獲得，電感由連接四邊的十字交叉結構(1032)構成；諧振頻率和帶寬由并聯諧振結構的L，C決定。
【主權項】
1.新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，包括介質基板(105)、形成于介質基板上的福射單元(101)、Sierpinski三角形分形結構(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、十字交叉型十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)，形成于介質基板下的金屬接地板(104);所述十字交叉型十字交叉型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和字交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。
2.根據權利要求1所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，輻射單元上具有Sierpinski三角形分形結構(106),以提高阻帶衰減抑制。
3.根據權利要求1所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格，指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。
4.根據權利要求1所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格對稱分布于阻抗匹配輸入微帶線(102)兩側；每側各有4個單元晶格。
5.根據權利要求1所述新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，其特征在于，所述阻帶的頻率范圍為6.61-7.12GHz，解決了 UWB系統與附近RFID系統的相互干擾問題。
【專利摘要】新型阻帶陡峭的UWB帶阻天線，涉及一種超寬帶帶阻天線。該天線由介質基板（105），介質基板上的輻射單元（101）、Sierpinski三角形分形結構（106）、阻抗匹配輸入微帶線（102）、十字交叉型EBG電磁帶隙結構（103），介質基板下的金屬接地板（104）組成。本發明利用輻射單元、阻抗匹配輸入微帶線、與金屬接地板實現UWB要求的通帶帶寬，利用十字交叉型EBG電磁帶隙結構（103）與輻射單元上的Sierpinski三角形分形結構形成陡峭的阻帶。本發明涉及的天線阻帶在6.8Ghz附近，避免了與RFID系統（6.8GHz）的相互干擾。
【IPC分類】H01Q1-38, H01Q1-52, H01Q13-08
【公開號】CN104681966
【申請號】CN201310637306
【發明人】喻人杰, 汪小君, 張道亮
【申請人】哈爾濱黑石科技有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2013年12月2日