一种单陷波超宽带单极子天线制造技术

本发明专利技术公开了一种单陷波超宽带单极子天线，包括介质基板，介质基板的下表面设置有接地板，介质基板的上表面设置有辐射贴片以及与辐射贴片相连的微带馈线，微带馈线上刻蚀有带阻谐振单元；辐射贴片下部开设有穿透辐射贴片的透孔。本发明专利技术的单陷波超宽带单极子天线在微带馈线上刻蚀带阻谐振单元，陷波特性良好，能够有效抑制超宽带系统与WLAN系统的相互干扰，并且避免了采用在辐射贴片上刻蚀开槽的方式所引起的天线辐射特性的恶化。该带阻谐振单元的结构简单，紧凑小巧，便于集成，不会额外增加整个天线的尺寸，使天线能够实现小型化。该天线具有频带宽、尺寸小、成本低、易加工的优点，在整个频带范围内有着良好的方向图。

A single trap ultra wideband monopole antenna

The invention discloses a single notch ultra wideband monopole antenna includes a dielectric substrate, under the surface of the dielectric substrate is arranged on the ground floor, the upper surface of the dielectric substrate is provided with a radiation patch and connected with the radiating patch microstrip feeder, etching on bandstop microstrip feeder resonant element; the radiation patch is arranged at the lower part. The hole penetrating radiation patch. The invention of the single notch UWB monopole antennas in microstrip bandstop resonator feeder etching, notch performance is good, can effectively inhibit the interference between UWB system and WLAN system, and to avoid the deterioration of antenna radiation characteristics in the radiation patch etching Grooving Method by using the. The band stop resonant unit has the advantages of simple structure, compact and small size, easy integration, and no additional size of the whole antenna, so that the antenna can be miniaturized. The antenna has the advantages of wide frequency band, small size, low cost and easy processing. It has a good pattern in the whole frequency range.

【技术实现步骤摘要】
一种单陷波超宽带单极子天线
本专利技术属于天线
，具体涉及一种单陷波超宽带单极子天线。
技术介绍
超宽带(UWB，Ultra-WideBand)技术是一种新型的无线通信技术，按照美国联邦通信委员会(FCC，FederalCommunicationsCommission)的规定，UWB通信的频段为3.1GHz～10.6GHz。但是，这个带宽达7.5GHz的频率范围包含了当前无线局域网(WLAN)5.2GHz(5.15GHz～5.35GHz)和5.8GHz(5.725GHz～5.825GHz)的工作频率。为了避免这些频段信号的干扰，需要超宽带天线在5GHz～6GHz范围的频带上产生阻断，即具有陷波(带阻)特性。另外，当前通信系统越来越趋向于小型化与高度集成化，这也对天线的小型化设计提出了较高的要求。平面单极子天线作为超宽带天线中的一个重要类型，由于其结构简单，以及低剖面、低成本、宽频带、全向辐射等特性，在短距离无线通信系统中，获得了广泛的应用。目前平面单极子超宽带天线实现陷波功能的方法主要有两种：(1)在天线开槽或加载寄生元形成谐振结构，如中国专利申请号为201510218287.X的专利申请公开了一种具有带陷特性的超宽带单极子天线，该天线在辐射贴片上刻蚀H形槽和十字形槽，从而在3.3GHz～3.7GHz和3.7GHz～4.2GHz两个频带产生带陷特性。该方法是通过在天线辐射贴片上刻蚀不同形状的缝隙，然后调整缝隙的尺寸，使之等于需要抑制的中心频率对应波长的四分之一或一半，即可在相应的中心频率上引入带阻特性。这种设计的缺点在于在天线辐射部分开槽会引起高次模的产生，从而使天线方向图(天线方向函数的图形化表示即为天线的方向图)在高频段畸变；同时改变了表面电流的流径，也增加了天线的交叉极化，使得方向图恶化；(2)在馈线上进行带阻滤波设计，如中国专利申请号为201410809770.0的专利申请公开了一种新型EBG结构的超宽带陷波天线，该天线利用对称分布于阻抗匹配输入微带线两侧的折线型电磁带隙(EBG，ElectromagneticBand-gap)结构实现带阻特性。这种方法的优点是直接把设计好的带阻结构嵌入到微带线(馈线)中，不需要对其它结构进行优化就可以实现较好的带陷性能；不足之处在于该EBG结构额外增加了天线的尺寸，不利于小型化，并且复杂的结构对加工制作提出了较高的要求。因此，有必要提供一种具有良好的陷波特性且结构简单并有利于小型化设计的单陷波超宽带单极子天线。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种单陷波超宽带单极子天线，能够满足良好的陷波特性、结构简单且有利于小型化设计的要求。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：一种单陷波超宽带单极子天线，包括介质基板，该介质基板的下表面设置有接地板，该介质基板的上表面设置有辐射贴片以及与该辐射贴片相连的微带馈线，该介质基板为长方形介质基板，该辐射贴片覆盖该介质基板的上部，该微带馈线与该辐射贴片的下边缘的中心处相连且沿该长方形介质基板的长边方向向下延伸，该微带馈线的中部刻蚀有带阻谐振单元。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该辐射贴片下部开设有穿透该辐射贴片的透孔。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该辐射贴片和透孔分别为长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的椭圆形辐射贴片和椭圆形透孔，且该椭圆形辐射贴片的中心与该椭圆形透孔的中心不重合，该椭圆形辐射贴片的短轴与该椭圆形透孔的短轴共线且与该长方形介质基板的长边平行；该椭圆形辐射贴片的长轴与短轴的比值与该椭圆形透孔的长轴与短轴的比值相同。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该带阻谐振单元包括刻蚀穿透该微带馈线并沿该微带馈线长度方向延伸的缝隙，在该缝隙内沿该微带馈线长度方向延伸设置有平行且具有耦合间隔的第一耦合线和第二耦合线，该第一耦合线的上端一体连接该缝隙的上边，该第一耦合线的下端为开路的自由端，该第二耦合线的下端一体连接该缝隙的下边，该第二耦合线的上端为开路的自由端。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该接地板覆盖该介质基板下表面的下部，该接地板包括长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的半椭圆形接地板和与该半椭圆形接地板一体相连的矩形接地板，该半椭圆形接地板与该椭圆形辐射贴片的长轴相等，短轴也相等；该半椭圆形接地板的短轴顶点的切线与该椭圆形辐射贴片下部短轴顶点的切线在该介质基板平面上的投影重合。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该半椭圆形接地板的短轴顶点处开设有向该半椭圆形接地板的中心凹陷的凹槽。在本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该介质基板的长边为30mm、宽边为20mm、厚度为1mm；该椭圆形辐射贴片上部的短轴顶点与该介质基板的上部宽边相切，该椭圆形辐射贴片的长轴的两个顶点分别与该介质基板的两侧长边相切；该椭圆形辐射贴片的长轴为20mm、短轴为16mm；该椭圆形透孔的长轴为10mm、短轴为8mm，该椭圆形辐射贴片的中心与该椭圆形透孔的中心之间的间距为3.5mm；该微带馈线的长度为14mm，宽度为2mm；该带阻谐振单元上所刻蚀的缝隙为矩形缝隙，该矩形缝隙的长度为5mm、宽度为1.6mm，该矩形缝隙的上边与该微带馈线的上边之间的距离以及矩形缝隙的下边与微带馈线的下边之间的距离均为4.5mm；该第一耦合线和第二耦合线的长度均为4.8mm、宽度均为0.2mm，该第一耦合线和第二耦合线之间的耦合间隔为0.1mm；该第一耦合线的右侧边与该矩形缝隙的右侧边之间的距离以及第二耦合线的左侧边与矩形缝隙的左侧边之间的距离均为0.55mm。本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该凹槽为矩形凹槽，该矩形凹槽的宽度为4mm、凹陷深度为2mm。本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该单陷波超宽带单极子天线的工作频率范围是3.1GHz～10.6GHz，陷波范围是5GHz～6GHz。本专利技术单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该介质基板的材料是环氧树脂材料，其相对介电常数为4.1，介电损耗正切值为0.02；该微带馈线的特性阻抗为50欧姆。本专利技术的有益效果是：本专利技术的单陷波超宽带单极子天线在微带馈线上刻蚀带阻谐振单元，具有带阻和慢波特性，陷波特性良好，能够有效抑制超宽带系统与WLAN系统的相互干扰，并且避免了在辐射贴片上刻蚀开槽所引起的天线辐射特性恶化的情况。该带阻谐振单元的结构简单，紧凑小巧，便于集成，不会额外增加整个天线的尺寸，使天线能够实现小型化。该天线具有频带宽、尺寸小、成本低、易加工的优点，在整个频带范围内有着良好的方向图，而且还可以通过调节带阻谐振单元的长度来选择需要的陷波频段，在短距离通信系统的应用中具有较高的应用价值。附图说明图1是本专利技术单陷波超宽带单极子天线实施例的结构示意图；图2a是图1所示本专利技术单陷波超宽带单极子天线实施例的右视图；图2b是图1所示本专利技术单陷波超宽带单极子天线实施例的左视图；图3是图2a和图2b所示单陷波超宽带单极子天线实施例的结合示意图；图4是图3所示本专利技术单陷波超宽带单极子天线实施例中带阻谐振单元的结构示意图；图5是本专利技术单陷波超宽带单极子天线实施例与无谐振单元的超宽带单极子天线的实测驻波对比曲本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种单陷波超宽带单极子天线，包括介质基板，所述介质基板的下表面设置有接地板，所述介质基板的上表面设置有辐射贴片以及与所述辐射贴片相连的微带馈线，其特征在于，所述介质基板为长方形介质基板，所述辐射贴片覆盖所述介质基板的上部，所述微带馈线与所述辐射贴片的下边缘的中心处相连且沿所述长方形介质基板的长边方向向下延伸，所述微带馈线的中部刻蚀有带阻谐振单元。

【技术特征摘要】
1.一种单陷波超宽带单极子天线，包括介质基板，所述介质基板的下表面设置有接地板，所述介质基板的上表面设置有辐射贴片以及与所述辐射贴片相连的微带馈线，其特征在于，所述介质基板为长方形介质基板，所述辐射贴片覆盖所述介质基板的上部，所述微带馈线与所述辐射贴片的下边缘的中心处相连且沿所述长方形介质基板的长边方向向下延伸，所述微带馈线的中部刻蚀有带阻谐振单元。2.根据权利要求1所述的单陷波超宽带单极子天线，其特征在于，所述辐射贴片下部开设有穿透所述辐射贴片的透孔。3.根据权利要求2所述的单陷波超宽带单极子天线，其特征在于，所述辐射贴片和透孔分别为长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的椭圆形辐射贴片和椭圆形透孔，且所述椭圆形辐射贴片的中心与所述椭圆形透孔的中心不重合，所述椭圆形辐射贴片的短轴与所述椭圆形透孔的短轴共线且与所述长方形介质基板的长边平行；所述椭圆形辐射贴片的长轴与短轴的比值与所述椭圆形透孔的长轴与短轴的比值相同。4.根据权利要求3所述的单陷波超宽带单极子天线，其特征在于，所述带阻谐振单元包括刻蚀在所述微带馈线上并沿所述微带馈线长度方向延伸的缝隙，在所述缝隙内沿所述微带馈线长度方向延伸设置有平行且具有耦合间隔的第一耦合线和第二耦合线，所述第一耦合线的上端一体连接所述缝隙的上边，所述第一耦合线的下端为开路的自由端，所述第二耦合线的下端一体连接所述缝隙的下边，所述第二耦合线的上端为开路的自由端。5.根据权利要求4所述的单陷波超宽带单极子天线，其特征在于，所述接地板覆盖所述介质基板下表面的下部，所述接地板包括长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的半椭圆形接地板和与所述半椭圆形接地板一体相连的矩形接地板，所述半椭圆形接地板与所述椭圆形辐射贴片的长轴相等，短轴也相等；所述半椭圆形接地板的短轴顶点的切线与所述椭圆形辐射贴片下部短轴顶点的切...

【专利技术属性】
技术研发人员：李中，李天鹏，李明明，张茜萍，高立龙，王风华，董翔宇，孙文波，向云强，贾博，马士友，常小龙，歹英杰，卢亚飞，李九林，冯少华，
申请(专利权)人：中国人民解放军防空兵学院，
类型：发明
国别省市：河南,41