一种基于EBG结构的UWB天线制造技术

一种基于EBG结构的UWB天线，涉及一种陷波频段位于WLAN、RFID频段的UWB带阻天线。该天线由介质基板(105)，介质基板上的辐射单元(101)、阻抗匹配输入微带线(102)、米字型EBG电磁带隙结构(103)、折线型EBG电磁带隙结构(107)，介质基板下的金属接地板(104)组成。本发明专利技术利用辐射单元、阻抗匹配输入微带线、与金属接地板实现UWB要求的通带带宽，利用带有菱形分形结构的圆形辐射单元提高阻带衰减抑制，利用EBG电磁带隙结构实现带阻特性。本发明专利技术涉及的天线阻带在5.2GHz和6.8GHz附近，避免了与WLAN系统、RFID系统的相互干扰。

A UWB antenna based on EBG structure

A UWB antenna based on the EBG structure relates to a notched band UWB band stop antenna located in the WLAN and RFID frequency bands. The antenna comprises a dielectric substrate (105), radiation unit substrate (101), the input impedance matching microstrip line (102), EBG M type electromagnetic bandgap structure (103), line type EBG electromagnetic bandgap structure (107), the metal ground floor under the substrate (104). The invention uses radiation unit, input impedance matching microstrip line, bandwidth and the metal ground plate to achieve UWB requirements of passband, improve the stopband attenuation by circular radiation suppression unit with a diamond fractal structure, using EBG realize electromagnetic band gap structure bandstop characteristics. The antenna stop band of the invention is near 5.2GHz and 6.8GHz, and avoids interference with the WLAN system and the RFID system.

【技术实现步骤摘要】
一种基于EBG结构的UWB天线
本专利技术涉及一种UWB带阻天线，尤其是涉及一种基于EBG结构的UWB天线，该天线可以抑制WLAN系统(5.15-5.35GHz)的相互干扰问题。
技术介绍
2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)批准3.1-10.6GHz频段用于商用通信，因此UWB得到广泛的应用。然而，由于超宽带通信覆盖的频带较宽，有些频带与其它无线系统共用频带资源，有可能和其它系统相互干扰，如Wimax系统(3.2-3.5GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz)，(5.725-5.825GHz)和RFID系统(6.8GHz)。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容，因此具有阻带特性的超宽带天线有很高的实用价值。近年来出现了很多超宽带带阻天线的设计思路，如辐射贴片上开槽、介质板背面寄生金属贴片、增加开环谐振腔、设计工作在不同频带的天线相互形成阻带等。但这些方法都存在局限性，比如天线体积大，不利于系统集成；阻带的中心频率不易调节。本专利技术中，采用近年来受到广泛关注的EBG结构，形成带阻特性。电磁带隙(ElectromagneticBandGap，EBG)结构本身具有禁带特性和同相反射的优越性能，应用于天线领域，可以有效地改善天线的辐射方向图，提高增益，减小旁瓣和后瓣等，应用于阵列天线，可减少天线间的相互耦合作用。(ElectromagneticBandGap，EBG)结构满足了现代无线通信技术对高性能天线的要求，从而使得它在微波通信领域的应用日益广泛。由于EBG结构具有带禁特性，能抑制特定频段内的电磁波在传输线上的传输，从而形成阻带；且易于和微带线集成，不会占用额外的空间；并且，阻带的中心频率易于调节。因此，EBG结构非常适合应用于超宽带带阻天线的设计中，制作体积小，成本低的超宽带阻带天线。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于EBG结构的UWB天线，该天线可以抑制UWB系统与WLAN系统的相互干扰。本专利技术所采用的技术方案：本专利技术包括包括介质基板(105)、形成于介质基板上的辐射单元(101)、菱形刻蚀分形结构(106)、阻抗匹配输入微带线(102)、米字型EBG电磁带隙结构(103)、折线型EBG电磁带隙结构(107)，形成于介质基板下的金属接地板(104)；所述米字型EBG电磁带隙结构的单元晶格，为指状线(1031)和折线交叉结构(1032)构成的正方形贴片结构。所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，米字型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格，其指状线(1031)的宽度与各线间的间隙相等。所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构(107)和米字型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线(102)两侧；每侧各有6个单元晶格。所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，辐射单元(101)为带有菱形刻蚀分形结构的圆形贴片。所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，介质基板(105)采用GML1000材料。所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，所述阻带的频率在5.2GHz附近，避免了与WLAN系统(5.15-5.35GHz)的相互干扰问题。该专利技术天线相对于现有的天线具有以下的特性和优点：设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉。米字交叉型EBG结构的增加，不改变原天线通带内的良好的驻波比与方向图；且具有阻带带宽窄的优点。附图说明图1是本专利技术实施实例1的基本结构正面示意图。图2是本专利技术实施实例1的基本结构侧面示意图。图3是本专利技术实施实例1的基本结构背面示意图。图4是本专利技术实施实例1的米字交叉型EBG结构单元晶格结构示意图。图5是本专利技术实施实例1的折线型EBG结构单元晶格结构示意图。具体实施方式本专利技术设计了一种基于EBG结构的UWB天线，该滤波器可以避免与WLAN系统的相互干扰。下面结合附图距离对专利技术做更详细的描述：如图1所示，本专利技术的一种基于EBG结构的UWB天线，介质基板上的辐射单元(101)、阻抗匹配输入微带线(102)、菱形刻蚀分形结构(106)、米字交叉型EBG电磁带隙结构(103)，折线型EBG电磁带隙结构(107)，采用铜材料。本专利技术的一个实例如图2所示，介质基板(105)是介电常数为3.2的GML1000材料。该介质基板的厚度为0.762mm。介质基板下的金属接地板(104)采用铜材料。如图1所示，L1、L2、L3、L4、L5、L6的长度分别为65mm、10mm、7.86mm、44.45mm、1mm、0.8mm；如图2所示，L10的长度为0.762mm；如图3所示，L2、L7、L8、L9的长度分别为10mm、4.95mm、44mm、0.8mm。米字交叉型EBG结构的设计：根据微带传输相关理论可知，电容C由单元晶格的指状线(1031)获得，电感L由单元晶格的米字交叉结构(1032)获得；指状线(1031)和米字交叉结构(1032)组成了谐振结构，决定了单元晶格的谐振频率和带宽。同时，EBG电磁带隙结构与阻抗匹配输入微带线(102)间具有耦合作用导致电容C增大，使得谐振频率降低、带宽变窄。为实现WLAN频段内的阻带特性，设计微带线两侧各有6个单元晶格，如图4所示，单元晶格L11、L12、L13、L14、L15、L16的长度分别为0.885mm、2.4mm、0.15mm、0.15mm、0.1mm、4.32mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，包括介质基板(105)、形成于介质基板上的辐射单元(101)、菱形刻蚀分形结构(106)、阻抗匹配输入微带线(102)、米字型EBG电磁带隙结构(103)、折线型EBG电磁带隙结构(107)，形成于介质基板下的金属接地板(104)；所述米字型EBG电磁带隙结构的单元晶格，为指状线(1031)和折线交叉结构(1032)构成的正方形贴片结构。

【技术特征摘要】
1.一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，包括介质基板(105)、形成于介质基板上的辐射单元(101)、菱形刻蚀分形结构(106)、阻抗匹配输入微带线(102)、米字型EBG电磁带隙结构(103)、折线型EBG电磁带隙结构(107)，形成于介质基板下的金属接地板(104)；所述米字型EBG电磁带隙结构的单元晶格，为指状线(1031)和折线交叉结构(1032)构成的正方形贴片结构。2.根据权利要求1所述一种基于EBG结构的UWB天线，其特征在于，米字型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格，其指状线(1031)的宽度与各线间的间隙相等。3.根据权利要求1所述一种基于EBG结构的UWB天线...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝术苗，高爽，耿一方，
申请(专利权)人：哈尔滨黑石科技有限公司，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23