小型化的超宽带微带天线制造技术

一种小型化超宽带微带天线，包括：介电衬底；馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射。另外，天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至该至少一个次辐射元件。该小型化超宽带微带天线还可以制造得超轻，并且除了主辐射元件以外还包括额外的次辐射元件，由此可以获得ＵＷＢ范围的多相辐射。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般地涉及一种用于与采用电磁脉冲的通讯系统诸如，UWB(超宽带)通讯一同使用的宽带脉冲发送/接收天线。更加具体而言，本专利技术涉及一种通过改变主辐射元件和连接于主辐射元件的次辐射元件的切口结构具有出色的宽带特性的小型化UWB微带天线。
技术介绍
UWB使用这样的脉冲，其具有在分布于3.1至10.6千兆赫(GHz)的实测频率范围的发送数字数据达到10m至1km的特性。已知，与现有的窄带通讯不同，脉冲无线电通讯使用超宽带频率带并发送高速数据消耗大量功率。然而，为了使脉冲无线电通讯系统商业化应用于移动通讯端，必须使用小尺寸的天线。发送/接收脉冲的现有技术UWB天线主要用于雷达馈送，因此其辐射图样的重要特征在于高功率、宽带宽、高增益和低旁瓣。实际上，已经进行的对用于与个人移动通讯终端设备使用的脉冲天线的研究很少。下面，将说明现有技术的宽带天线。图1示出了在U.S.专利No.5,428,364中公开的超宽带天线。这种类型的天线需要起宽带宽阻抗匹配作用的阻抗补偿器(impedance taper)，从而确保在每个频率范围上具有期望的辐射图形并将由源输入的电磁能无损耗地发送。另外，在用于宽带匹配的匹配电路中使用槽线阻抗补偿器，因此天线的尺寸不得不与可用频率范围成比例地增大。图2示出了在韩国专利No.2002-73660中公开的使用短截线(stub)的单层宽带天线。对于这种类型的天线，在辐射图形上配装开路或短路短截线，从而克服现有平板天线的缺点，结果获得了出色的宽带阻抗匹配特性和宽带特性。然而，该天线无法适应UWB波形，作为本是单平板天线的该平板天线无法实现天线的全向特性。另外，在安装于小尺寸移动通讯设备中时，天线的方向性干扰了平稳和正常的通讯，由此，至少需要两根天线。图3示出了在日本专利No.5-3726中公开的通过构造在微带线上具有多于一个的开路短截线的匹配电路的具有宽带特性的印刷偶极天线。该印刷偶极天线在信号线上具有匹配电路，因此与将天线与介电衬底组合设计时必须的空间相比其占据了更大的空间。实际上，在相对较低的(低于5GHz)的频域中无法实现带宽大于的3∶1的宽带匹配电路。另外，所公开的天线具有双平板结构，因此其工艺成本比单平板天线的要高。图4示出了在欧洲专利No.WO02/13313A2中公开的一种天线。根据该公开，在椭圆形槽中插入的大平面导电板和小平面导电板形成了大型元件。所提出的天线尺寸为2.72×1.83cm，包括辐射槽在内，这一尺寸比本专利技术实施例的天线尺寸大8倍。图5示出了名为“Planer ultra wide band antenna with integratedelectronics”的U.S.专利No.6,351,246B1中公开的天线。根据所公开的天线，差分信号施加于馈电点，电阻器设置在一对辐射平衡元件之间，从而改善低频的电压驻波比(VSWR)。尽管这种类型的天线具有满足期望频率范围的脉冲通讯需要的电子元件，但其不适于小型化。因此，该天线的实用性基本受到了限制。另外，由于为了改善低频范围的VSWR而采用了电阻器，因此不易维持天线的高可靠性。
技术实现思路
因此，本专利技术的一方面在于提供一种与衬底组合的小型化超宽带(UWB)微带天线，用于高频脉冲无线电通讯的个人和军用移动通讯终端。本专利技术的另一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过采用主辐射元件和连接于主辐射元件的次辐射元件而具有改善的窄带和多谐特性。本专利技术的另一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过主辐射元件和与其连接的次辐射元件构造的特定槽口结构在期望的频率范围具有改善的宽带匹配性质。本专利技术的又一方面在于提供一种小型化UWB微带天线，通过在界面上完全照射电脉冲，能够实现天线与天空电波之间的宽带阻抗匹配。为实现本专利技术的上述和/或其它方面及优点，提供一种小型化超宽带微带天线，包括介电衬底；馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射。根据本专利技术一方面，该天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至该至少一个次辐射元件。根据本专利技术另一方面，主辐射元件的上端具有矩形形状，次辐射元件相对于主辐射元件对称布置，而为减小天线尺寸，在其它可能的形状之中，每个次辐射元件的上端优选具有矩形形状来减小天线尺寸。根据本专利技术另一方面，次辐射元件长侧的长度小于或等于主辐射元件长侧的长度。根据本专利技术另一方面，馈电线包括通过蚀刻工艺形成的至少一个预定尺寸的槽口。根据本专利技术另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。根据本专利技术另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成90°角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ1)角，其中θ1为预定角。根据本专利技术另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ2)角(其中θ2而预定角)，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成90°角。根据本专利技术另一方面，主辐射元件的一个下侧与连接板形成(90°+θ3)角，而连接板与次辐射元件的一个下侧形成(90°+θ4)角，其中θ3和θ4为预定角。根据本专利技术另一方面，主辐射元件和次辐射元件设置在相同的平面上。根据本专利技术另一方面，主辐射元件和次辐射元件设置在不同的平面上。根据本专利技术另一方面，主辐射元件和次辐射元件通过电磁耦合彼此间接连接，并且以预定距离隔开。根据本专利技术另一方面，介电衬底为具有约4.4的相对介电常数(∈r)的环氧层叠(FR-4)衬底。根据本专利技术另一方面，主辐射元件长侧的长度约为11.5mm。根据本专利技术另一方面，馈电线长侧的长度约为55mm。根据本专利技术另一方面，主辐射元件短侧的长度、连接板的长度和次辐射元件短侧的长度之和约为6.272mm。根据本专利技术另一方面，连接板形成在主、次辐射元件的上端、中间或下端。根据本专利技术另一方面，该天线还包括多个接地板，设置在介电衬底上，每个相对于馈电线以预定的距离对称地隔开。根据本专利技术另一方面，该天线还包括接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底部。根据本专利技术另一方面，该天线还包括接地板，具有预定尺寸，设置在介电衬底的底部。根据本专利技术另一方面，在由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内，插入损失小于10dB。根据本专利技术另一方面，由3.0GHz延伸至12GHz的频率范围内的VSWR小于2.0。根据本专利技术另一方面，若中心频率为5GHz，电流主要引入于主辐射元件的下端。根据本专利技术另一方面，若中心频率为5GHz，电流主要引入于主辐射元件和次辐射元件的一特定部分。根据本专利技术另一方面，另外，若中心频率为10GHz，电流主要引入于主辐射元件、连接板、以及次辐射元件的一特定部分。根据本专利技术另一方面，该天线还包括至少一个额外的次辐射元件，设置在预定的位置，用于改善天线的宽带特性。根据本专利技术另一方面，由3.0GHz延伸至18GHz的频率范围内的电压驻波比(VSWR)小于2.0。根据本专利技术另一方面，该天线还包括多个连接板，电性互相连接主辐射元件、次辐射元件和额外的次辐射元件。根据本专利技术另一方面，该天线还包括至少一个连接板，将主辐射元件电性连接至额外的次辐射元件。根据本专利技术另一方面，该天线还本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型化超宽带微带天线，包括：介电衬底；馈电线，设置在介电衬底上，并提供由外功率源供入的电磁能；主辐射元件，辐射由馈电线输入的电磁能；以及至少一个次辐射元件，设置在主辐射元件附近，用于多相辐射。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：明星镐，权度熏，李成洙，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]