一种多频段超宽带天线制造技术

本发明专利技术涉及一种多频段超宽带天线，属于天线技术领域。本发明专利技术包括辐射体、接地板和中心馈电点。辐射体包括第一辐射单元(1)，第二辐射单元(2)和第三辐射单元(5)，分别对应天线的GPS L1、WLAN、UWB频段。通过在辐射体上增加L型缝隙(6)和接地板(11)上增加第三缝隙(8)来改善超宽带频域内阻抗特性。本发明专利技术具有结构简单、性能稳定、易于与移动终端集成的特性。本发明专利技术所述的多频段超宽带天线工作频率包括了GPS L1(1.575GHz)、WLAN(2.4GHz)和超宽带UWB(3.1-10.6GHz)。

【技术实现步骤摘要】
一种多频段超宽带天线
本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种多频段超宽带天线。
技术介绍
超宽带系统具有带宽大、发射功率低等优点，非常适合短距离、大数据的无线收发，而超宽带天线是超宽带系统非常重要的组成部分。随着移动终端的快速发展，各种制式的无线通信系统相继涌现，终端内的天线数量也越来越多，天线之间以及天线与其他器件之间的相互耦合会很大地影响天线的性能。如何在不增加天线数量的前提下包含更多频段是目前亟待解决的问题。
技术实现思路
为解决现有天线仅适用单一频段的技术问题，本专利技术提供一种小尺寸、结构简单、成本低，适用于多频段的超宽带天线。本专利技术的目的通过以下的技术方案实现：一种多频段超宽带天线，包括：第一辐射单元，第二辐射单元，第三辐射单元和接地板，所述第一辐射单元为U型金属贴片，其上有槽和第一缝隙；所述第二辐射单元为矩形金属贴片，与第一辐射单元之间有第二缝隙；所述第三辐射单元为不规则金属贴片，其上设有L型缝隙；所述接地板为带有第三缝隙的金属贴片。优选的，通过调整第一辐射单元的槽、第一缝隙、第二缝隙和第二辐射单元的长度及第三辐射单元中的L型缝隙来调整对应的谐振频率和带宽。优选的，其中第一辐射单元对应天线的GPSL1频段，第二辐射单元对应天线的WLAN频段，第三辐射单元对应天线的UWB频段。优选的，槽的长度为26mm，宽度为2.5mm。优选的，第一缝隙的宽度为0.5mm，长度为2.5mm。优选的，第二缝隙的宽度为1mm，长度为29mm。优选的，所述第二辐射单元对应频率为2.4GHz，第二缝隙的宽度减少会使第二辐射单元的谐振频率升高以及带宽降低；L型缝隙的宽度增加会增加UWB频段的带宽。优选的，辐射体和接地板通过50Ω同轴线从第四缝隙直接向辐射体馈电，所述辐射体包括第一辐射单元，第二辐射单元和第三辐射单元。优选的，接地板的宽度小于辐射单元的宽度。本专利技术的原理是：利用单天线实现多频段的技术，在辐射体上分出多个辐射单元并通过在接地板的开缝隙，达到实现多频带的目的。本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：1、本专利技术具有很好的GPSL1(1.575GHz)、WLAN(2.4GHz)和UWB(3.1GHz-10.6GHz)频段的超宽带特性。能够在单天线上实现多个频段，能够更好地克服由于移动终端内部空间狭小不能安装多根天线的弊端。2、结构简单、重量轻、满足平面设计的要求；制作成本低(可用铜膜来刻制)，满足小型化移动终端的要求。3、本专利技术的天线没有介质板，即可以粘贴在相对介电常数为1的泡沫或塑料上，具有很强的灵活性。适应与现有通信装备的配合工作，满足多通信制式的要求。附图说明图1是多频段超宽带结构示意图；图2是电压驻波比的仿真和测试结果；图3是E平面仿真结果；图4是H平面仿真结果。附图标号说明：1、第一辐射单元；2、第二辐射单元；3、第二缝隙；4、第一缝隙；5、第三辐射单元；6、L型缝隙；7、矩形金属片；8、第三缝隙；9、槽；10、第四缝隙；11、接地板；W1、接地单元宽度；W2、辐射单元宽度。具体实施方式下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例图1为天线的正面示意图。本专利技术多频段超宽带天线具有多谐振分支，该超宽带天线包括第一辐射单元1、第二辐射单元2、第三辐射单元5及带有缝隙的金属贴片接地板11。接地板11的宽度W1小于辐射单元的宽度W2。第一辐射单元1为U型金属贴片，其上设有槽9及第一缝隙4，槽9为矩形并在靠近馈电点一端的外侧开有第一缝隙4；第二辐射单元2为矩形金属贴片，第二辐射单元2与第一辐射单元1之间设有第二缝隙3，第二缝隙3平行于U型金属贴片的双臂；第三辐射单元5为不规则金属贴片。接地板11为带有第三缝隙8的金属贴片，第三缝隙8开在靠近馈电点的一端并且接地板在靠近馈电点处宽度变窄形成了矩形金属片7。第一辐射单元1覆盖GPSL1频段，其特性为谐振，调整U型金属贴片的槽9和第一缝隙4、第二缝隙3来改变U型金属贴片长度和宽度，即改变超宽带天线的谐振频率、带宽和辐射方向图。槽9长度和宽度增加会降低其谐振频率，在本专利技术中其长度为26mm，宽度为2.5mm，第二缝隙3宽度增加会降低其谐振频率，本专利技术中其宽度为1mm，长度为29mm，第一缝隙4宽度为0.5mm，长度为2.5mm。第二辐射单元2覆盖WLAN频段，其特性为谐振，矩形金属贴片与第一辐射单元1之间有第二缝隙3，矩形金属贴片的长度和第二缝隙3会影响谐振频率和WLAN频段的天线阻抗。第三辐射单元5覆盖UWB频段，在不规则金属贴片上有L型缝隙6，通过改变L型缝隙6和接地板11上的第三缝隙8的形状来调整UWB频段的天线阻抗，得到较好的电压驻波比，L型缝隙6、接地板11上的第三缝隙8的长度对天线阻抗的影响比较大，其原因在于缝隙的长度对天线表面的电流路径影响比较大，即改变了天线阻抗。对于接地板11来说，通过调整第三缝隙8的参数可改变UWB频段的天线阻抗。第三缝隙8的宽度为0.5mm，长度为5.5mm。第三辐射单元5与接地板11之间设有第四缝隙10，第三辐射单元5与矩形金属贴片7之间的第四缝隙10的宽度为1mm，并通过50Ω同轴线从第四缝隙10直接向三个辐射单元馈电。对以上的操作都是为了使天线具有GPS、WLAN、UWB频段，制作天线实物并利用安捷伦E5071C矢量网络分析仪对其进行测量，图2为天线的测量和仿真数据，从中得出该天线的仿真数据和实测数据基本达到一致。天线方向图的仿真数据如图3和图4所示，由此可见，采用本专利技术的技术方案能够更好地克服由于移动终端内部空间狭小不能安装多根天线的弊端。上述实施例为本专利技术较佳的实施方式，但本专利技术的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本专利技术的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本专利技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多频段超宽带天线，包括：第一辐射单元(1)，第二辐射单元(2)，第三辐射单元(5)和接地板(11)，其特征在于：所述第一辐射单元(1)为U型金属贴片，其上有槽(9)和第一缝隙(4)，所述第一缝隙(4)开设在槽(9)靠近馈电点一端的外侧；所述第二辐射单元(2)为矩形金属贴片，与第一辐射单元(1)之间有第二缝隙(3)，第二缝隙(3)平行于U型金属贴片的双臂；所述第三辐射单元(5)为不规则金属贴片，其上设有L型缝隙(6)；所述接地板(11)为带有第三缝隙(8)的金属贴片，第三缝隙(8)开在靠近馈电点的一端。

【技术特征摘要】
1.一种多频段超宽带天线，包括：第一辐射单元(1)、第二辐射单元(2)、第三辐射单元(5)和接地板(11)，其特征在于：所述第一辐射单元(1)、第二辐射单元(2)和第三辐射单元(5)是连接为一体的辐射体；所述第一辐射单元(1)为相互对称的两个U型金属贴片，其上有槽(9)和第一缝隙(4)，所述第一缝隙(4)开设在槽(9)靠近馈电点一端的外侧；所述第二辐射单元(2)为矩形金属贴片，设置在第一幅射单元之间，其与第一辐射单元(1)之间有第二缝隙(3)，第二缝隙(3)平行于U型金属贴片的双臂；所述第三辐射单元(5)为不规则金属贴片，其上设有L型缝隙(6)；第三辐射单元(5)与接地板(11)之间设有第四缝隙(10)；所述接地板(11)为带有第三缝隙(8)的金属贴片，第三缝隙(8)开在靠近馈电点的一端；其中第一辐射单元(1)对应天线的GPSL1频段，第二辐射单元对应天线的WLAN频段，第三辐射单元对应天线的UWB频段。2.根据权利要求1所述的多频段超宽带天线，其特征在于：通过调整第一辐射单元(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴艳杰，吴多龙，黎宇彪，栗建豪，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44