一种具有三陷波特性的超宽带天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有三陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和截短接地板，辐射贴片和微带馈线均印制在所述介质基板的正面，截短接地板印制在介质基板的背面；辐射贴片为采用正多边形沿各边向外延伸迭代的二阶分形结构；微带馈线与辐射贴片的底部相连接，并相对应的重叠在截短接地板的开槽上；截短接地板的顶部两侧形成有对称设置的切角部。本实用新型专利技术采用分形结构作为辐射贴片，实现了超宽带天线的小型化；通过开槽和引入鱼钩形枝节的方式产生阻带，有效滤除不同窄带信号的干扰，实现了超宽带系统与其他窄带通信系统的相互兼容协同通信，具有小型化、结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强的优点，具有较高的实用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种具有三陷波特性的超宽带天线
本技术属于无线通讯的
，尤其涉及一种具有三陷波特性的超宽带天线。
技术介绍
超宽带技术因具有传输速率高、功耗低、分辨率高等优点，广泛应用于雷达遥感和军事通信领域。自2002年美国联邦通信委员会(FCC)将3.1～10.6GHz的超宽带频带划分到民用通信领域后，超宽带技术更是引起了学术界和商业界的重点关注。超宽带天线作为系统的核心部件，其性能的好坏直接影响着整个系统的传输质量。由于超宽带系统占用的频段极宽，其中包含着很多窄带通信系统，比如3.3-3.6GHz的无线局域网(WorldwideInteroperabilityforMicrowaveAccess，WiMAX)，3.7-4.2GHz的C波段卫星通信和7.25-7.75GHz的X波段卫星通信系统。这些窄带系统不可避免地会与超宽带系统之间产生电磁干扰。为了避免这些窄带信号的干扰，需要设计具有陷波特性的超宽带天线，同时，为了满足当今电子产品日益小型化和便携化的要求，实现超宽带天线的小型化设计是目前国内外的研究热点。为了避免超宽带系统与窄带系统之间存在的电磁干扰，传统的方法是在超宽带系统中引入带阻滤波器，但这无疑加大了系统的体积、设计复杂度和成本。另一种简单的方法是在超宽带天线结构中引入陷波结构，例如在天线的辐射单元、馈线或者接地板上刻蚀不同形状的槽或者引入寄生单元等。例如参考文献“Modifiedsierpinskisquarefractalantennacoveringultra-widebandapplicationwithbandnotchcharacteristics，ChoukikerY，BeheraS，IETMicrowavesAntennas&Propagation，2014，8(7):506-512”中提出的一种具有单陷波特性的超宽带天线，天线采用改进的Sierpinski矩形分形结构作为作为辐射单元，通过在馈线处开倒U形槽产生5-6GHz的陷波特性，天线的整体尺寸为34*34*1.6mm3，但该天线仅仅滤除了WLAN一个频段窄带信号的干扰且物理尺寸较大。又如《电子与信息学报》2017年第6期页码1520-1524的“具有陷波特性的改进Sierpinski分形超宽带天线”文章中，胡章芳，胡银平，罗元提出了一种具有单陷波特性的超宽带天线，天线采用改进的4阶Sierpinski菱形分形结构作为辐射单元，馈电方式为共面波导馈电，接地板为两块位于馈线两侧的梯形金属片，通过在辐射单元两侧引入对称L形开路枝节产生了中心频率为5.5GHz的陷波特性，该天线尺寸较小仅为16*30*1.6mm3，但也只能滤除WLAN一个频段的窄带信号。再如专利名称为一种具有U形槽的正方形双陷波超宽带天线、申请号为201510933667.1的中国专利，提出了一种具有双陷波特性的超宽带天线，该天线由正方形辐射单元和共面波导馈电的接地面组成，通过在正方形辐射单元上开U形槽，辐射单元两侧引入螺旋谐振器的方法产生双陷波特性，天线的物理尺寸为42*42*0.924mm3，同样物理尺寸较大，不易于集成。
技术实现思路
基于以上现有技术的不足，本技术所解决的技术问题在于提供一种结构简单、尺寸小、性能稳定的具有三陷波特性的超宽带天线，能滤除不同窄带信号的干扰。为了解决上述技术问题，本技术通过以下技术方案来实现：本技术提供一种具有三陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和截短接地板，所述辐射贴片和微带馈线均印制在所述介质基板的正面，所述截短接地板印制在所述介质基板的背面；所述辐射贴片为采用正多边形沿各边向外延伸迭代的二阶分形结构，辐射贴片中部和顶部设有开槽并引入寄生枝节；所述微带馈线与所述辐射贴片的底部相连接，并相对应的重叠在所述截短接地板的开槽上且微带馈线上设置有开槽结构；所述截短接地板的中上部开设矩形槽，顶部两侧形成有对称设置的切角部。由上，本技术的具有三陷波特性的超宽带天线采用分形结构作为辐射贴片，实现了超宽带天线的小型化；通过辐射贴片引入寄生枝节和设置微带馈线开槽的方式产生阻带，能滤除不同窄带信号的干扰，实现了超宽带系统与其他窄带通信系统的相互兼容协同通信；具有小型化、结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强等优点。作为上述技术方案的优选实施方式，本技术实施例提供的具有三陷波特性的超宽带天线进一步包括下列技术特征的部分或全部：作为上述技术方案的改进，在本技术的一个实施例中，所述正多边形为正六边形单元，且所述辐射贴片的中部开设有正六边形凹槽；所述辐射贴片的顶部开设有矩形凹槽，并在所述矩形凹槽的下方设置一对对称的鱼钩形枝节。可选的，所述鱼钩形枝节位于所述介质基板的中轴线两侧且与所述矩形凹槽相连。由上，采用正六边形经二阶迭代分形结构作为辐射贴片，利用分形结构的自相似特性和空间填充特性有效扩展天线带宽并减小天线尺寸；辐射贴片上开设正六边形和矩形凹槽可改变天线表面电流分布特性，增加天线表面电流路径，扩展天线的低频段带宽；引入对称鱼钩形枝可产生阻带特性并且通过调节鱼钩形枝节的直钩长度和弯钩长度灵活地调整陷波的中心频率和带宽。另外，在本技术的具体实施例方式中，所述正六边形单元的边长为2.2mm，所述正六边形凹槽的边长为6.2-6.8mm。所述矩形凹槽的长为2.8-3.2mm，宽为1.8-2.2mm。所述鱼钩形枝节的直钩长度为9-11mm，弯钩长度为3-4mm。在本技术的一个实施例中，所述微带馈线为特性阻抗为50Ω的微带馈线，所述微带馈线的长度为6.2-6.5mm，其宽度为2.89mm；所述微带馈线上刻蚀形成有倒U形窄缝隙，该倒U形窄缝隙由微带馈线的顶部向下延伸，倒U形窄缝隙的缝隙宽度为0.4mm。由上，在微带馈线上刻蚀倒U形窄缝隙产生另一陷波频段，通过调整倒U形窄缝隙的宽度、长度以及与馈电端口的距离等参数实现良好的陷波特性，调节过程灵活。另外，采用引入对称的鱼钩形枝节和开倒U形窄缝隙的方法产生陷波特性，结构简单，代替了滤波器设计，降低设计成本和复杂度，加工方便，便于生产。在本技术的一个实施例中，所述截短接地板的开槽位于截短接地板的中上部，并位于所述微带馈线的正下方，且该开槽的宽度与所述微带馈线的宽度相同，所述开槽的长度为4-5mm。作为上述技术方案的改进，所述截短接地板的切角部的水平长度为4-5mm，切角部的竖直长度为4-5mm。由上，采用截短接地板结构，并在接地板顶部两侧切除三角形边角、中上部开矩形槽，该结构可产生渐变谐振特性，使天线从一个谐振模式到另一谐振模式产生平稳过渡，从而进一步提高天线性能。在本技术的一个实施例中，所述介质基板的厚度为1.6mm，介质基板的长度和宽度分别为25mm和18mm。由上，采用平面化结构，尺寸较小，结构紧凑，便于实现与射频前端电路的集成。上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下结合优选实施例，并配合附图，详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍。图1是本实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有三陷波特性的超宽带天线，包括介质基板(10)、辐射贴片(20)、微带馈线(30)和截短接地板(40)，其特征在于：所述辐射贴片(20)和微带馈线(30)均印制在所述介质基板(10)的正面，所述截短接地板(40)印制在所述介质基板(10)的背面；所述辐射贴片(20)为采用正多边形沿各边向外延伸迭代的二阶分形结构；所述微带馈线(30)与所述辐射贴片(20)的底部相连接，并相对应的重叠在所述截短接地板(40)的开槽(42)上；所述截短接地板(40)的顶部两侧形成有对称设置的切角部(41)。

【技术特征摘要】
1.一种具有三陷波特性的超宽带天线，包括介质基板(10)、辐射贴片(20)、微带馈线(30)和截短接地板(40)，其特征在于：所述辐射贴片(20)和微带馈线(30)均印制在所述介质基板(10)的正面，所述截短接地板(40)印制在所述介质基板(10)的背面；所述辐射贴片(20)为采用正多边形沿各边向外延伸迭代的二阶分形结构；所述微带馈线(30)与所述辐射贴片(20)的底部相连接，并相对应的重叠在所述截短接地板(40)的开槽(42)上；所述截短接地板(40)的顶部两侧形成有对称设置的切角部(41)。2.如权利要求1所述的具有三陷波特性的超宽带天线，其特征在于，所述正多边形为正六边形单元，且所述辐射贴片(20)的中部开设有正六边形凹槽(22)；所述辐射贴片(20)的顶部开设有矩形凹槽(21)，并在所述矩形凹槽的下方设置一对对称的鱼钩形枝节(23)。3.如权利要求2所述的具有三陷波特性的超宽带天线，其特征在于：所述鱼钩形枝节(23)位于所述介质基板(10)的中轴线两侧且与所述矩形凹槽(21)相连。4.如权利要求1所述的具有三陷波特性的超宽带天线，其特征在于：所述截短接地板(40)的开槽(42)位于截短接地板(40)的中上部，并位于所述微带馈线(30)的正下方，且该开槽(42)的宽度与所述微带馈线(30)的宽...

【专利技术属性】
技术研发人员：南敬昌，刘银玲，高明明，李蕾，陶成健，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：新型
国别省市：辽宁,21