一种蝶形六陷波特性的超宽带天线制造技术

本发明专利技术公开了一种蝶形六陷波特性的超宽带天线，包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和矩形接地板；辐射贴片为蝴蝶形结构，其底部有半圆环连接两侧翅膀，接地板为矩形结构，其中间位置刻蚀矩形槽。本发明专利技术采用单极子天线结构作为辐射贴片，实现了天线的超宽带阻抗特性且结构新颖，通过引入U形和矩形缝隙以及开口谐振环和L形枝节的方式产生陷波功能，有效避免了窄带信号对超宽带通信系统的干扰，具有结构新颖、抗干扰能力强、辐射特性好的优点，可广泛应用在多种超宽带通信系统。

【技术实现步骤摘要】
一种蝶形六陷波特性的超宽带天线
本专利技术涉及微波通信的
，具体涉及一种蝶形六陷波特性的超宽带天线。
技术介绍
在过去的几十年里，无线通信技术的发展提供了许多新的服务，如语音、音频、视频和数据服务等，改变了人们的日常生活。此外，它还实现了在便携设备和计算机之间更快的数据传输，这种高速的数据传输可以通过增加传输功率或工作带宽来实现。然而，许多使用无线通信技术的便携式设备都是由电池供电的，因此大的频宽将是实现高速率数据传输的解决方案，从这个角度来看，超宽带通信技术将是无线通信领域的革命性技术。自美国联邦通信委员会(FCC)将3.1-10.6GHz频段用于民用超宽带(UWB)通信系统以来，由于其数据传输的高速性和良好的抗多径干扰能力，使得超宽带技术受到研究人员的广泛关注。超宽带天线作为超宽带通信系统的核心部分，其性能的好坏直接影响着整个系统的传输质量。窄带通信频段的存在，使得超宽带系统在工作时，会与其相互干扰，如全球微波互联网WiMAX(3.3GHz-3.7GHz)频段、无线局域网WLAN(5.725GHz-5.825GHz)频段、C波段卫星下行链路(7.25GHz-7.75GHz)频段、国际电信联盟ITU(8.025GHz-8.4GHz)频段和部分无线电导航(9GHz-14GHz)频段等。为了避免超宽带通信系统和窄带信号之间的电磁干扰，传统的方法是在超宽带天线中加入滤波器件，这种方法没有达到紧凑性，同时增加了射频前端系统的复杂性和成本。目前解决这种干扰的主要方法就是在超宽带天线中引入陷波功能，主要有刻槽、添加寄生单元和引入直接谐振法。例如参考文献“吴毅强,张平平,胡少文,等.一种新型的具有带阻特性的超宽带天线[J].电子器件,2014,37(01):1-4”中提出的一种单陷波超宽带天线，天线采用六边形单极子天线结构作为辐射单元，通过在辐射贴片上开一对称的U形槽，使天线产生一个陷波特性，天线的整体尺寸为52×28×1.6mm3，该天线仅仅滤除了WLAN频段窄带信号的干扰且物理尺寸较大。专利名称为《一种新型的具有U形槽的圆形陷波超宽带天线》，申请号为201410796959.0的中国专利，提出了一种新型的具有U形槽的圆形陷波超宽带天线，该天线由圆形辐射贴片，矩形微带馈线和矩形接地面组成，通过在圆形辐射贴片上开U形槽，在辐射单元两侧加入螺旋环谐振器的方法产生双陷波特性，天线的整体尺寸为38×38×0.812mm3，仅仅滤除了两个频段窄带信号的干扰。专利名称为《一种嵌套矩形和E型结构的8陷波超宽带天线结构》，申请号为201911360661.4提出的天线在工作带宽内最大增益为3.54dB，3GHz时最大方向角为Theta＝10deg，5GHz时最大方向角为Theta＝13deg，7GHz时最大方向角为Theta＝20deg，且H面全向性消失，方向图恶化，天线材料为Roggers5880，尺寸为36mm×32mm×0.8mm，成本较高。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决超宽带天线中存在窄带干扰以及方向图畸变等缺点和不足之处，为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的问题，而提供了一种蝶形六陷波特性的超宽带天线设计方案。为达到上述目的，本专利技术所采用的技术方案为：一种蝶形六陷波特性的超宽带天线，包括介质基板10、辐射贴片20、半圆环30、微带馈线40、L形枝节50、矩形接地板60和开口谐振环70，其特征在于：所述辐射贴片20、半圆环30、微带馈线40和L形枝节50均印制在所述介质基板10的正面，所述矩形接地板60和开口谐振环70均在所述介质基板10的背面；以介质基板10中心线为轴自上而下依次设置辐射贴片20、半圆环30、微带馈线40；所述L形枝节50镜像对称分布在所述微带馈线40的两侧；所述辐射贴片20为蝴蝶形结构，半圆环30连接在辐射贴片20两侧下方对称翅膀上，辐射贴片20中间位置有开口向下的U形槽21；所述微带馈线40顶部有开口向上的U形槽41；所述矩形接地板60的顶部有矩形槽61，且在所述矩形槽61两侧有对称的小矩形槽62；所述开口谐振环70在所述矩形接地板60上方位置，分为向上开口内环71和向下开口外环72两部分。进一步地，所述U形槽21、U形槽41的两边与水平边垂直。进一步地，所述辐射贴片20蝴蝶形结构占介质基板10正面幅面的2/5～2/3，所述半圆环30与辐射贴片20两侧下方对称翅膀中段1/3～1/2处连接；所述微带馈线40占幅面的1/3-2/5；所述开口谐振环70占介质基板10反面幅面的3/5～2/3，所述矩形接地板60占介质基板10幅面的2/5～1/2。进一步地，所述半圆环30内外环半径分别为5.0mm和6.0mm。进一步地，所述开口向下的U形槽21位于所述辐射贴片20中间位置，U形槽21水平长度为9.0mm，竖直长度为3.0mm，槽宽为0.4mm。进一步地，所述U形槽41位于微带馈线40顶部下方1mm处，U形槽41水平长度为2.0mm，竖直长度为5.0mm，槽宽为0.2mm；所述微带馈线40为特性阻抗50Ω的微带馈线，微带馈线40长度为14.0mm，宽度为3.5mm；所述L形枝节50与微带馈线40水平距离1～2mm，距微带馈线40顶部下方2～3mm处，L形枝节50水平长度为9.0mm，竖直长度为6.0mm，枝节宽度为0.4mm；进一步地，所述开口谐振环70位于矩形接地板60的上方，所述内环71开口向上，竖直方向底部与矩形接地板60距离为9.5mm，内环71水平长度为14.0mm，竖直长度为6.0mm，开口长度为2mm，宽度为0.4mm。所述外环72开口向下，竖直方向底部与矩形接地板60距离为4.5mm,外环72水平长度为18.0mm，竖直长度为8.0mm，开口长度为4mm，宽度为0.2mm；进一步地，所述矩形槽61及两边对称的小矩形槽62位于所述矩形接地板60的顶部水平重合；所述矩形槽61水平长度为3.0mm，竖直长度为5.0mm，所述小矩形槽62水平长度为0.4mm，竖直长度为3.7mm，所述小矩形槽62与矩形槽61之间距离为4.5mm。进一步地，其特征在于：所述介质基板10材料采用FR4环氧树脂，介质基板10的厚度为1.6mm，介质基板10的长度和宽度分别为32.0mm和24.0mm。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：1.本专利技术设计采用蝶形平面单极子结构作为辐射贴片，实现了天线的超宽带阻抗特性，能够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。本专利技术采用平面结构，具有低成本、结构紧凑新颖、辐射特性好、抗干扰能力强等优点，便于实现于射频前端电路的集成。2.本专利技术采用蝶形结构作为辐射贴片，利用单极子天线空间占用小且易于改进的特有效扩展了天线的带宽；辐射贴片上刻蚀的U形槽产生第一个陷波频段，且使天线工作频率降低，减小了天线尺寸。通过调整U形槽的长度可以灵活的调整陷波本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种蝶形六陷波特性的超宽带天线，包括介质基板(10)、辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)、L形枝节(50)、矩形接地板(60)和开口谐振环(70)，其特征在于：/n所述辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)和L形枝节(50)均印制在所述介质基板(10)的正面，所述矩形接地板(60)和开口谐振环(70)均在所述介质基板(10)的背面；/n以介质基板(10)中心线为轴自上而下依次设置辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)；/n所述L形枝节(50)镜像对称分布在所述微带馈线(40)的两侧；/n所述辐射贴片(20)为蝴蝶形结构，半圆环(30)连接在辐射贴片(20)两侧下方对称翅膀上，辐射贴片(20)中间位置有开口向下的U形槽(21)；/n所述微带馈线(40)顶部有开口向上的U形槽(41)；/n所述矩形接地板(60)的顶部有矩形槽(61)，且在所述矩形槽(61)两侧有对称的小矩形槽(62)；/n所述开口谐振环(70)在所述矩形接地板(60)上方位置，分为向上开口内环(71)和向下开口外环(72)两部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种蝶形六陷波特性的超宽带天线，包括介质基板(10)、辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)、L形枝节(50)、矩形接地板(60)和开口谐振环(70)，其特征在于：
所述辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)和L形枝节(50)均印制在所述介质基板(10)的正面，所述矩形接地板(60)和开口谐振环(70)均在所述介质基板(10)的背面；
以介质基板(10)中心线为轴自上而下依次设置辐射贴片(20)、半圆环(30)、微带馈线(40)；
所述L形枝节(50)镜像对称分布在所述微带馈线(40)的两侧；
所述辐射贴片(20)为蝴蝶形结构，半圆环(30)连接在辐射贴片(20)两侧下方对称翅膀上，辐射贴片(20)中间位置有开口向下的U形槽(21)；
所述微带馈线(40)顶部有开口向上的U形槽(41)；
所述矩形接地板(60)的顶部有矩形槽(61)，且在所述矩形槽(61)两侧有对称的小矩形槽(62)；
所述开口谐振环(70)在所述矩形接地板(60)上方位置，分为向上开口内环(71)和向下开口外环(72)两部分。


2.根据权利要求1所述的蝶形六陷波特性的超宽带天线，其特征在于：所述U形槽(21)、U形槽(41)的两边与水平边垂直。


3.根据权利要求2所述的蝶形六陷波特性的超宽带天线，其特征在于：所述辐射贴片(20)蝴蝶形结构占介质基板(10)正面幅面的2/5～2/3，所述半圆环(30)与辐射贴片(20)两侧下方对称翅膀中段1/3～1/2处连接；所述微带馈线(40)占幅面的1/3-2/5；
所述开口谐振环(70)占介质基板(10)反面幅面的3/5～2/3，所述矩形接地板(60)占介质基板(10)幅面的2/5～1/2。


4.根据权利要求3所述的蝶形六陷波特性的超宽带天线，其特征在于：所述半圆环(30)内外环半径分别为5.0mm和6.0mm。


5.根据权利要求4所述的蝶形六陷波特性的超宽带天线，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欣伟，王超，梁青，
申请(专利权)人：西安邮电大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61