一種具有三陷波特性的超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種三陷波特性的超寬帶天線，涉及無線通信技術領域，包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電結構，所述的接地板與輻射單元在同一面、接地板上刻蝕矩形寬縫隙、輻射單元為菱形結構；在輻射單元刻蝕M形槽、接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調諧枝節。本發明具有如下有益效果：本發明實現了天線的超寬帶特性，工作頻段為3?12GHz，并且在3.2?3.7GHz、5.1?5.8GHz、8.2?8.7GHz頻段內實現了天線的電壓駐波比大于2；本發明通過菱形輻射單元與接地板的矩形寬縫隙之間的耦合作用實現天線的超寬帶特性；本發明具有低剖面、結構簡單、易于集成及成本低等優點。
【專利說明】
一種具有三陷波特性的超寬帶天線
技術領域
[0001] 本發明涉及無線通信技術領域，具體涉及一種具有三陷波特性的超寬帶天線。
【背景技術】
[0002] 超寬帶(Ultra Wideband，UWB)通信技術是一種新型短距離無線通信技術，隨著新 型智能無線通信系統和通信技術的快速發展，以及生活水平的不斷提高，人們己經不再僅 僅滿足于單調的文字和語音等簡單信息的通信傳遞，高清圖片，高清視頻，多媒體等大量復 雜信息的高速通信成為當今社會日益迫切的需求，對無線通信系統的帶寬、數據傳輸速率 和吞吐量提出了更高的要求，因此，超寬帶(UWB)技術已成為無線通信領域中最有競爭力和 發展前景的熱門技術之一，并且已經廣泛應用于無線監控、多媒體業務、網絡商務和應用、 高分辨率超寬帶雷達、探地雷達、精確定位系統等方面。
[0003] 2002年美國聯邦通信委員會(FCC)將3.1-10.6GHz頻段分配給UWB無線通信業務以 來，UWB通信系統引起了國內外學術界和工業界的廣泛興趣并成為研究熱點;然而隨著各種 通信協議的不斷增多，頻譜資源也日益緊張，為了實現UWB通信系統與現有其他窄帶通信系 統能保持兼容，降低各個系統信號之間的潛在干擾，使用濾波器是一種最為常見的方法，但 是這樣一般會增加整個系統的復雜性，加大成本，也不利于系統的小型化;為了克服以上這 些困難，一種簡單有效的方法就是使用具有陷波特性的UWB天線，使UWB天線在所需要的阻 帶頻段內呈現較大的反射系數，即具有陷波功能。
【發明內容】
[0004] 本發明的目的在于克服現有技術的缺點，提出一種具有三陷波特性的超寬帶天 線，該天線具有超寬帶特性，解決了UWB通信系統與現有其他窄帶通信系統能的兼容性問 題。
[0005] 本發明通過如下技術方案實現:一種具有三陷波特性的超寬帶天線，包括接地板、 輻射單元、輻射貼片基板和饋電結構，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元 位于輻射貼片基板的中央，所述的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩 形寬縫隙，所述的輻射單元為菱形結構;在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上 端刻蝕對稱的雙L形調諧枝節。
[0006] 作為優選，整個天線尺寸W X L X Η為32mm X 32mm X 0 · 508mm。
[0007] 作為優選，天線的饋電結構采用共面波導饋電線。
[0008 ]作為優選，天線的饋電結構寬度s = 1.0mm，饋電結構與接地板的縫隙g = 0.3mm。
[0009] 作為優選，輻射貼片基板采用厚度為0.508mm，相對介電常數為3.66、損耗角正切 為0.0037的Rogers 4350B介質基板。
[0010] 作為優選，輻射貼片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
[0011] 與現有技術相比，本發明具有如下有益效果:本發明實現了天線的超寬帶特性，工 作頻段為3-12GHz，并且在3 · 2-3 · 7GHz、5 · 1-5 · 8GHz、8 · 2-8 · 7GHz頻段內實現了天線的電壓 駐波比大于2;本發明采用共面波導饋電線，天線的輻射單元和接地板在同一面，天線的輻 射單元為菱形結構，接地板上刻蝕矩形寬縫隙槽，通過菱形輻射單元與接地板的矩形寬縫 隙之間的耦合作用實現天線的超寬帶特性;本發明具有低剖面、結構簡單、易于集成及成本 低等優點。
【附圖說明】
[0012] 圖1具有三陷波特性的超寬帶天線結構示意圖；
[0013] 其中，輻射貼片基板1、共面波導饋電線2、菱形輻射單元3、矩形寬縫隙接地板4、M 形槽5、雙L形調諧枝節6;
[00?4]圖2具有三陷波特性的超寬帶天線電壓駐波比仿真（s i mu 1 a t e d )和測試 (measured)圖；
[0015] 圖3具有三陷波特性的超寬帶天線增益(Gain)仿真圖。
【具體實施方式】
[0016] 以下結合附圖對本
【發明內容】
做進一步說明。
[0017] 一種具有三陷波特性的超寬帶天線包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電 結構，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元位于輻射貼片基板的中央，所述 的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩形寬縫隙，所述的輻射單元為菱 形結構;在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調諧枝節。
[0018] 進一步地，整個天線尺寸w X L X Η為32謹X 32謹X 0 · 508謹。
[0019] 進一步地，天線的饋電結構采用共面波導饋電線。
[0020] 進一步地，天線的饋電結構寬度s = 1.0mm，饋電結構與接地板的縫隙g = 0.3mm。
[0021] 進一步地，輻射貼片基板采用厚度為0.508mm，相對介電常數為3.66、損耗角正切 為0.0037的Rogers 4350B介質基板。
[0022] 進一步地，輻射貼片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
[0023] 實施例，如圖1所示，超寬帶天線包括輻射貼片基板1、共面波導饋電線2、菱形輻射 單元3、矩形寬縫隙接地板4、M形槽5、雙L形調諧枝節6;共面波導饋電線2、菱形輻射單元3、 矩形寬縫隙接地板4、M形槽5和雙L形調諧枝節6分別位于輻射貼片基板1的正面，其中矩形 寬縫隙接地板4位于輻射貼片基板1的四周，菱形輻射單元3位于輻射貼片基板1的中央并在 菱形輻射單元3上刻蝕Μ形槽5,在矩形寬縫隙的上方添加雙L形調諧枝節6。
[0024] 天線的結構有參數1^1、1^2、七3、1^1、1^2、1^3、吐和1^所決定，如表1所示。
[0025]表1.三陷波超寬帶天線的相關參數(單位:mm)
[0027] 原理說明：本發明通過共面波導饋電線饋入，然后通過菱形輻射單元與矩形接地 板之間的耦合作用實現天線的超寬帶特性;通過菱形輻射單元的Μ形槽實現超寬帶天線的 陷波特性;通過接地板矩形寬縫隙上端的對稱的雙L形調諧枝節實現超寬帶天線的另外兩 個陷波特性。
[0028] 在天線輻射貼片刻蝕開槽，這種輻射貼片上的窄縫隙結構是最早被提出和最為常 用的諧振結構。其基本原理是相當于在天線的傳輸線模型中串聯了短路枝節，根據經驗公 式，縫隙長度一般等于所需要阻帶頻帶中心頻率對應波長的一半，用公式表示為
[0030]其中，1為槽的長度，c為光速，er為基板的相對介電常數。
[0031]本發明達到了如下工作參數:天線電壓駐波比小于2的工作帶寬為3-12GHZ，并在 3.2-3.7GHz、5.1-5.8GHz、8.2-8.7GHz這三個頻段的電壓駐波比大于2;天線在工作頻段內 的增益為2-5dBi，而在3.3GHz、5.4GHz、8.4GHz增益分別下降至-4dBi、-9dBi和-8dBi ;同時 該天線還具有低剖面、結構簡單、容易加工、成本低的特點。
[0032]雖然本發明以較佳實施實例公開如上，但它們并不是用來限定發明，任何熟悉此 技藝者，在不脫離本發明之精神和范圍內，自當可做各種變化和潤飾，因此本發明的保護范 圍應當以本申請的權利要求保護范圍所界定的為準。
【主權項】
1. 一種具有三陷波特性的超寬帶天線，包括接地板、輻射單元、輻射貼片基板和饋電結 構，其特征在于，所述接地板位于輻射貼片基板的四周，所述輻射單元位于輻射貼片基板的 中央，所述的接地板與輻射單元在同一面且;所述的接地板上刻蝕矩形寬縫隙，所述的輻射 單元為菱形結構;在輻射單元刻蝕Μ形槽，在接地板的矩形寬縫隙上端刻蝕對稱的雙L形調 諧枝節。2. 根據權利要求1所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，整個天線尺 寸W X L X Η為32mm X 32mm X Ο · 508mm。3. 根據權利要求1或2所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，天線的 饋電結構采用共面波導饋電線。4. 根據權利要求3所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，天線的饋電 結構寬度s = 1. Omm，饋電結構與接地板的縫隙g = 0.3mm。5. 根據權利要求1所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，輻射貼片基 板采用厚度為〇.508mm，相對介電常數為3.66、損耗角正切為0.0037的Rogers 4350B介質基 板。6. 根據權利要求1或5所述的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，其特征在于，輻射貼 片基板長和寬為32mm*32mm，與接地板的長和寬尺寸保持一致。
【文檔編號】H01Q1/38GK106025531SQ201610530090
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月6日
【發明人】張昕, 湯恒亮, 李繼嵐
【申請人】五邑大學