一种五陷波超宽带天线及电子设备制造技术

本实用新型专利技术公开一种五陷波超宽带天线及电子设备。天线包括：天线基板、设置在天线基板正面的第一辐射贴片、设置在天线基板背面的第二辐射贴片和第一陷波结构；第一辐射贴片包括第一贴片单元、第二贴片单元和第二陷波结构；第一贴片单元呈优弧弓形，第一贴片单元具有第三陷波结构和第四陷波结构；第二贴片单元呈矩形，第二贴片单元的短边侧与第一贴片单元的优弧侧相连，第二贴片单元具有第五陷波结构；第二陷波结构的一端与第一贴片单元的弓弦侧相连；第二辐射贴片呈矩形；第一陷波结构设置在天线基板的背面、且穿透天线基板与第一贴片单元相连。本实用新型专利技术提供的天线结构简单、体积小、频带宽、具有多频段陷波的良好特性，适用于各种超宽带系统。各种超宽带系统。各种超宽带系统。

【技术实现步骤摘要】
一种五陷波超宽带天线及电子设备


[0001]本技术涉及天线
，尤其涉及一种五陷波超宽带天线及电子设备。

技术介绍

[0002]自2002年美国联邦通信委员会(FCC)把3.1GHz
‑
10.6GHz作为超宽带(Ultra Wide Band，UWB)分配给商业领域，因具有定位精度高、抗干扰能力强、传输效率高以及功耗低等优点，在汽车、智能家居和工业等领域得到了广泛应用、超宽带通信系统也因具有高传输速率、高容量、低检测率和高分辨率等优点，迅速成为民用通信系统的研究重点，广泛应用于医学成像、矿井通信、智能物联网等短距离无线通信场景。然而，UWB通信系统的工作频带中有多个窄带通信系统占用，例如全球互联接入IEEE802.16WiMAX(3.3
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3.6GHz)、C波段卫星通信(3.7
‑
4.4GHz)、数字微波通信(4.3
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4.5GHz)、无线局域网IEEE 802.11aWLAN(5.15
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5.826GHz)，以及X波段卫星通信(7.2
‑
7.6GHz)等。为了减小这些窄带通信系统对UWB造成的噪声干扰，提出一种引入陷波结构的超宽带天线。
[0003]现有的超宽带天线在设计中，主要采用开槽法、添加枝节法、寄生单元法等方式来实现天线的陷波特性。然而，现有的超宽带天线大多数只能实现双陷波或者三陷波，由于天线本身尺寸减小，基板的尺寸有效等原因，陷波加入本就存在困难，陷波结构之间的互耦也导致天线实现多频段陷波的难度加大。

技术实现思路

[0004]本技术提供了一种五陷波超宽带天线及电子设备，其结构简单、体积小、频带宽、具有多频段陷波的良好特性，可以屏蔽UWB频带内窄带信号的干扰，产生的阻带可有效屏蔽Wi
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Max、C波段卫星通信、无线局域网、卫星X波段、国际电信联盟(ITU)等频段的干扰，是超宽带通信系统的潜在候选。
[0005]根据本技术的一方面，提供了一种五陷波超宽带天线，包括：天线基板、设置在天线基板正面的第一辐射贴片、设置在天线基板背面的第二辐射贴片和第一陷波结构；其中，
[0006]第一辐射贴片包括第一贴片单元、第二贴片单元和第二陷波结构；第一贴片单元呈优弧弓形，第一贴片单元具有第三陷波结构和第四陷波结构；第二贴片单元呈矩形，第二贴片单元的短边侧与第一贴片单元的优弧侧相连，第二贴片单元具有第五陷波结构；第二陷波结构的一端与第一贴片单元的弓弦侧相连；
[0007]第二辐射贴片呈矩形；
[0008]第一陷波结构设置在天线基板的背面、且穿透天线基板与第一贴片单元相连。
[0009]可选的，第一陷波结构为电磁场带隙EBG结构；第二陷波结构为L型枝节；第三陷波结构为第一C型槽；第四陷波结构为第二C型槽；第五陷波结构为U型槽。
[0010]可选的，第一C型槽的开口方向与第二C型槽的开口方向相同、且第一C型槽的尺寸大于第二C型槽的尺寸。
[0011]可选的，U型槽的开口方向与第一C型槽、第二C型槽的开口方向相反。
[0012]可选的，天线基板的尺寸为22mm
×
16mm；
[0013]第一C型槽的尺寸为10.5mm
×
4.4mm，第一C型槽的槽宽为0.4mm，第一C型槽的开口大小为1.2mm；
[0014]第二C型槽的尺寸为6.8mm
×
2.8mm，第二C型槽的槽宽为0.3mm，第二C型槽的开口大小为0.6mm；
[0015]第二辐射贴片的尺寸为16mm
×
4.8mm；
[0016]第二贴片单元的尺寸为5mm
×
2mm；U型槽的槽宽为0.3mm，U型槽的宽度为1mm；
[0017]EBG结构的尺寸为8mm
×
1mm。
[0018]可选的，第一C型槽用于产生3.52
‑
4.04GHz的陷波频带；L型枝节用于产生4.16
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4.54GHz的陷波频带；第二C型槽用于产生5.59
‑
6.00GHz的陷波频带；EBG结构用于产生6.44
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6.68GHz的陷波频带；U型槽用于产生9.06
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9.78GHz的陷波频带。
[0019]可选的，天线基板选用Rogers RO4350，Rogers RO4350的介电常数为3.66；
[0020]第一辐射贴片和第二辐射贴片为铜贴片，铜贴片的厚度为0.02mm。
[0021]可选的，还包括：设置在天线基板靠近第二贴片单元的侧面的微带线。
[0022]可选的，微带线的阻抗为50欧姆。
[0023]根据本技术的另一方面，提供了一种电子设备，包括上述任一实施例的五陷波超宽带天线。
[0024]本技术实施例的技术方案，通过对超宽带天线重新进行设计，令天线包括天线基板、第一辐射贴片、第二辐射贴片和第一陷波结构；第一辐射贴片包括第一贴片单元、第二贴片单元和第二陷波结构，第一贴片单元具有第三陷波结构和第四陷波结构，第二贴片单元具有第五陷波结构。如此，超宽带天线的五个陷波结构实现了五陷波性能，并且该天线的频带覆盖了S、C和X三个波段，起到了在这三个波段内有效屏蔽窄带信号的干扰的作用；同时，天线的结构简单、体积小、频带宽、具有多频段陷波的良好特性，适用于各种超宽带系统。
[0025]应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本技术的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本技术的范围。本技术的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
[0026]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0027]图1是本技术实施例一提供的一种五陷波超宽带天线的正面结构示意图；
[0028]图2是本技术实施例一提供的一种五陷波超宽带天线的背面结构示意图；
[0029]图3是本技术实施例一提供的一种五陷波超宽带天线的侧面透视图；
[0030]图4是本技术实施例一提供的一种矩形单极子天线以及圆形单极子天线的性能仿真图；
[0031]图5是本技术实施例一提供的一种对圆形单极子天线进行削顶的示意图；
[0032]图6是本技术实施例一提供的一种对圆形单极子天线进行削顶前后的性能仿真图；
[0033]图7是本技术实施例一提供的一种五陷波超宽带天线的设计过程图；
[0034]图8是本技术实施例一提供的一种5种单陷波天线的仿真电压驻波比(VSWR)随着频率的变化示意图；
[0035]图9是本技术实施例一提供本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种五陷波超宽带天线，其特征在于，包括：天线基板、设置在所述天线基板正面的第一辐射贴片、设置在所述天线基板背面的第二辐射贴片和第一陷波结构；其中，所述第一辐射贴片包括第一贴片单元、第二贴片单元和第二陷波结构；所述第一贴片单元呈优弧弓形，所述第一贴片单元具有第三陷波结构和第四陷波结构；所述第二贴片单元呈矩形，所述第二贴片单元的短边侧与所述第一贴片单元的优弧侧相连，所述第二贴片单元具有第五陷波结构；所述第二陷波结构的一端与所述第一贴片单元的弓弦侧相连；所述第二辐射贴片呈矩形；所述第一陷波结构设置在所述天线基板的背面、且穿透所述天线基板与所述第一贴片单元相连。2.根据权利要求1所述的五陷波超宽带天线，其特征在于，所述第一陷波结构为电磁场带隙EBG结构；所述第二陷波结构为L型枝节；所述第三陷波结构为第一C型槽；所述第四陷波结构为第二C型槽；所述第五陷波结构为U型槽。3.根据权利要求2所述的五陷波超宽带天线，其特征在于，所述第一C型槽的开口方向与所述第二C型槽的开口方向相同、且所述第一C型槽的尺寸大于所述第二C型槽的尺寸。4.根据权利要求3所述的五陷波超宽带天线，其特征在于，所述U型槽的开口方向与所述第一C型槽、所述第二C型槽的开口方向相反。5.根据权利要求4所述的五陷波超宽带天线，其特征在于，所述天线基板的尺寸为22mm
×
16mm；所述第一C型槽的尺寸为10.5mm
×
4.4mm，所述第一C型槽的槽宽为0.4mm，所述第一C型槽的开口大小为1.2mm；所述第二C型槽的尺寸为6.8mm
×
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙学宏，李一航，刘丽萍，王艳妮，
申请(专利权)人：宁夏大学，
类型：新型
国别省市：