陷波可重构超宽带单极天线制造技术

本实用新型专利技术提供了一种陷波可重构超宽带单极天线，包括辐射单元、微带馈线、介质基板和接地板，其中：所述辐射单元、微带馈线设置在介质基板的上表面，所述接地板设置在介质基板的下表面；所述辐射单元包括等腰梯形区和与等腰梯形区的下底等宽并连接的矩形区，所述矩形区上设有开口朝向等腰梯形区的下底的圆弧缝隙；所述圆弧缝隙上设置有若干个射频开关；所述辐射单元的等腰梯形区的上底与微带馈线连接。本实用新型专利技术的陷波可重构超宽带单极天线既有完整的UWB性能，又在实现陷波的按需可重构的同时实现了天线的小型化。

In the wave of ultra wideband monopole antenna

The utility model provides a wave reconstruction in ultra wideband monopole antenna comprises a radiation unit, a microstrip feed line, a substrate and a grounding plate, wherein the radiating element and microstrip feeder is arranged on the upper surface of the dielectric substrate, the ground floor is arranged in the lower surface of the substrate; the radiation unit comprises an isosceles trapezoidal area and isosceles trapezoid area and bottom width and connect the rectangular area, the area is provided with a rectangular opening towards the bottom of the isosceles trapezoid area arc slot; the circular slot is provided with a plurality of RF switch; the radiation unit of the isosceles trapezoid zone on the bottom and the microstrip feeder connection. The utility model can be reconstructed in ultra wideband monopole antenna with full UWB performance, and in the realization of notch on-demand reconfigurable and realize the miniaturization of the antenna.

【技术实现步骤摘要】
陷波可重构超宽带单极天线
本技术涉及微波通信
，尤其涉及一种陷波可重构超宽带单极天线。
技术介绍
自从2002年联邦通讯委员会公布3.1～10.6GHz频段应用于商业领域以来，具有高数据传输率、低成本、低功耗、抗干扰能力强的超宽带(UWB)通信系统得到迅速发展，超宽带天线成为近年来国际学者的研究热点。然而，UWB频带中包括WLAN和WiMAX等频段，它们之间可能会产生一定的干扰。现有技术中往往通过陷波来解决这个技术问题，通常超宽带天线实现陷波都是在天线上加载辐射缝隙或者谐振枝节，这样就很难保证完整的UWB性能。因此，需要一种陷波可重构超宽带单极天线。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种陷波可重构超宽带单极天线，旨在解决现有技术中的天线难以保证完整的UWB性能，天线尺寸大的问题。为实现上述目的，本技术提供了一种陷波可重构超宽带单极天线，所述陷波可重构超宽带单极天线包括辐射单元、微带馈线、介质基板和接地板，其中：所述辐射单元、微带馈线设置在介质基板的上表面，所述接地板设置在介质基板的下表面；所述辐射单元包括等腰梯形区和与等腰梯形区的下底等宽并连接的矩形区，所述矩形区上设有开口朝向等腰梯形区的下底的圆弧缝隙；所述圆弧缝隙上设置有若干个射频开关；所述辐射单元的等腰梯形区的上底与微带馈线连接；所述圆弧缝隙关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称；所述微带馈线关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称。其中，所述辐射单元的等腰梯形区的下底与接地板的宽度相同，所述介质基板的厚度为1.6mm。其中，所述辐射单元的矩形区的大小为20mm×6.5mm；所述辐射单元的等腰梯形区的上底为10mm，下底为20mm，高为3mm。其中，所述圆弧缝隙的内弧的弦长为12mm，内弧的弓高为4mm；所述圆弧缝隙的宽度为1mm，圆弧缝隙的半径为7mm。其中，所述微带馈线的宽度为3mm，长度为15.5mm。其中，所述圆弧缝隙的内弧的弦与辐射单元等腰梯形区的上底的距离为4.5mm。其中，所述射频开关为PIN二极管。本技术的陷波可重构超宽带单极天线中的等腰梯形区11使得辐射单元1具有两个切角，且该两个切角关于微带馈线2左右对称，实现了超宽带；此外，本技术的陷波可重构超宽带单极天线通过在辐射单元上蚀刻出的圆弧缝隙而产生陷波，然后可进一步通过控制设置在圆弧缝隙上的若干个射频开关的通断改变缝隙的谐振长度，进而改变天线的谐振频率，实现陷波的按需可重构，并最终在保证本技术的陷波可重构超宽带单极天线的完整UWB性能的同时实现了天线的小型化。附图说明图1是本技术第一实施例中的陷波可重构超宽带单极天线的俯视示意图。图2是本技术第一实施例中的陷波可重构超宽带单极天线的纵向剖视示意图。图3是本技术一具体实施例中优化后的陷波可重构超宽带单极天线各个状态仿真的反射系数曲线图。图4是本技术一具体实施例中优化后的陷波可重构超宽带单极天线各个状态仿真的驻波比曲线。具体实施方式下面结合具体实施例对本技术做进一步的详细说明，以下实施例是对本技术的解释，本技术并不局限于以下实施例。本技术提出第一实施例，如图1、2所示，一种陷波可重构超宽带单极天线，包括辐射单元1、微带馈线2、介质基板3和接地板4。所述辐射单元1、微带馈线2设置在介质基板3的上表面，所述接地板4设置在介质基板3的下表面；所述辐射单元1包括等腰梯形区11和与等腰梯形区11的下底等宽并连接的矩形区12，所述矩形区12上设有开口朝向等腰梯形区11的下底的圆弧缝隙121，所述圆弧缝隙121关于辐射单元1的等腰梯形区11的中心线左右对称；所述圆弧缝隙121上设置有若干个射频开关(图1中以3个为例进行说明，分别是S1、S2、S3)；所述射频开关为PIN二极管；所述辐射单元1的等腰梯形区11的上底与微带馈线2连接，所述微带馈线2关于辐射单元1的等腰梯形区11的中心线左右对称；所述辐射单元1的等腰梯形区11的下底与接地板4的宽度相同。本技术的陷波可重构超宽带单极天线中的等腰梯形区11使得辐射单元1具有两个切角，且该两个切角关于微带馈线2左右对称，实现了超宽带；所述辐射单元1的等腰梯形区11的下底与接地板4的宽度相同，使得本专利技术的天线具有结构紧凑、辐射性能稳定；此外，本技术的陷波可重构超宽带单极天线通过在辐射单元1上蚀刻出的圆弧缝隙121而产生陷波，然后可进一步通过控制设置在圆弧缝隙121上的若干个射频开关的通断改变圆弧缝隙121的谐振长度，进而改变天线的谐振频率，实现陷波的按需可重构，并最终在保证本技术的陷波可重构超宽带单极天线的完整UWB性能的同时实现了天线的小型化。另外，还可进一步将所述圆弧缝隙121设在辐射单元1电流最强的位置，同时使整个陷波可重构超宽带单极天线关于其纵向中心线左右对称，使得本技术的天线具有更好的匹配。在第一实施例的基础上，本技术提出一具体实施例，所述介质基板3为相对介电常数为4.4，厚度为1.6mm的矩形FR4介质基板3；所述辐射单元1、微带馈线2、接地板4均为铜片；所述辐射单元1、微带馈线2、接地板4、圆弧缝隙121均是通过蚀刻的方法在介质基板3上下表面的铜片上形成的。在上述具体实施例的替代实施例中，所述辐射单元1、微带馈线2和接地板4还可通过转印的方式设置在介质基板3上。利用仿真软件CST对上述具体实施例进行仿真分析，如图1所示，陷波可重构超宽带单极天线优化后的参数如下，W(辐射单元、接地板和介质基板的宽)＝20mm，L(接地板的长)＝14mm，L1(辐射单元的矩形区的长)＝6.5mm，L2(辐射单元的上边缘和接地板上边缘的距离)＝11mm，L3(辐射单元的等腰梯形的高)＝3mm，r1(圆弧缝隙的内弧的弦长)＝12mm，r2(圆弧缝隙的内弧的弓高)＝4mm，r3(圆弧缝隙的宽度)＝1mm，r4(圆弧缝隙的内弧的弦和辐射单元的等腰梯形区的上底的距离)＝4.5mm，d(辐射单元的等腰梯形区的上底和接地板的上边缘之间的距离)＝1.5mm，ws(微带馈线的宽)＝3mm，w1(辐射单元的等腰梯形区的上底中处于微带馈线右边的长度)＝3.5mm。即，微带馈线2的长为15.5mm；辐射单元1的切角的形状为直角三角形，该直角三角形的两个直角边分别是3.5mm和5mm；圆弧缝隙121的半径为7mm。表1给出了本技术的天线的具体工作状态。开关S1S2S3State1offoffoffState2offoffonState3offononState4onoffon表1陷波可重构超宽带单极天线的具体工作状态图3给出了上述具体实施例中优化后的陷波可重构超宽带单极天线各个状态仿真的反射系数曲线。如图3所述，当三个开关都断开(off)，即State1时，天线有良好的超宽带性能，工作频段(反射系数小于-10dB)为3.1～10.7GHz，完全覆盖了超宽带的工作频段(3.1～10.6GHz)；当只有S3导通(on)，即State2时，天线有很好的陷波特性，工作频段为3.15～3.96GHz；当S2和S3导通而S1断开，即State3时，缝隙的有效长度减小，阻带频率稍微向高频移动，天线工作频段为3.57～4.32GHz；当S1和S3导通而S2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陷波可重构超宽带单极天线，其特征在于，所述陷波可重构超宽带单极天线包括辐射单元、微带馈线、介质基板和接地板，其中：所述辐射单元、微带馈线设置在介质基板的上表面，所述接地板设置在介质基板的下表面；所述辐射单元包括等腰梯形区和与等腰梯形区的下底等宽并连接的矩形区，所述矩形区上设有开口朝向等腰梯形区的下底的圆弧缝隙；所述圆弧缝隙上设置有若干个射频开关；所述辐射单元的等腰梯形区的上底与微带馈线连接；所述圆弧缝隙关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称；所述微带馈线关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称。

【技术特征摘要】
1.一种陷波可重构超宽带单极天线，其特征在于，所述陷波可重构超宽带单极天线包括辐射单元、微带馈线、介质基板和接地板，其中：所述辐射单元、微带馈线设置在介质基板的上表面，所述接地板设置在介质基板的下表面；所述辐射单元包括等腰梯形区和与等腰梯形区的下底等宽并连接的矩形区，所述矩形区上设有开口朝向等腰梯形区的下底的圆弧缝隙；所述圆弧缝隙上设置有若干个射频开关；所述辐射单元的等腰梯形区的上底与微带馈线连接；所述圆弧缝隙关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称；所述微带馈线关于辐射单元的等腰梯形区的中心线左右对称。2.根据权利要求1所述的陷波可重构超宽带单极天线，其特征在于，所述辐射单元的等腰梯形区的下底与接地板的宽度相同，所述介质基板的厚度为1.6mm。3.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲美君，邓力，李书芳，张贯京，葛新科，高伟明，张红治，
申请(专利权)人：深圳市景程信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44