本发明专利技术提供了一种超宽带天线，其包括基板（２１）。沉积在基板上的金属层包括在其中限定的第一和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）。第一和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）被设置在纵轴（Ｘ０）的任一侧上，纵轴（Ｘ０）对应于所述天线的馈电轴。第一和第二非金属区朝向第一纵轴（Ｘ０）逐渐变细以形成蝴蝶结图案。第一和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）中的每一个都包括至少一个调谐槽（３１，３３），至少一个调谐槽（３１，３３）关于各自的第一轴（Ｘ１，Ｘ２）进行设置，第一轴（Ｘ１，Ｘ２）与纵轴（Ｘ０）平行，并且其中，至少一个调谐槽沿着其各自的轴（Ｘ１，Ｘ２）延伸，以在由各自的第一和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）限定的非金属区外侧形成非金属区。第一和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）的逐渐变细与至少一对调谐槽（３１，３３）结合能够使天线的尺寸减小，同时能够至少在ＵＷＢ频率范围上进行操作。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及超宽带天线，具体地，涉及适合用在便携式设备中的低成 本超宽带天线。
技术介绍
超宽带是跨越3.1 GHz至10.6 GHz的非常宽频率范围传输数字数据的 无线电技术。其利用超低传输能量(通常小于一41 dBm/MHz)，使得该技 术在其他传输频率(诸如现有的Wi-Fi、 GSM和蓝牙)下可以完全隐藏。 这意味着超宽带可以与其他无线电频率技术共存。然而，这具有将通信限 制到通常5至20米的距离的限制。存在对于UWB的两种方法时域方法，其利用UWB特性才艮据脉沖波 形来构造信号；以及频域调制方法，在多(频)带上使用传统的基于FFT 的正交频分复用(OFDM)，给出MB-OFDM。这两种UWB方法都导致i普 分量覆盖频谱中非常宽的带宽，由此称为超带宽，从而带宽占用了中心频 率的百分之二十以上，通常至少为500 MHz。与非常宽的带宽结合的超带宽的这些特性意味着UWB是用于在家庭 或办公环境中提供高速无线通信的理想技术，从而通信设备在另一个通信 设备的20m的范围内。图1示出了用于超宽带通信的多带正交频分复用(MB-OFDM)系统中 的频带的配置。MB-OFDM系统包括每个都为528 MHz的14个子带，并 在子带之间使用每312 ns的跳频作为访问方法。在每个子带中，采用OFDM 和QPSK或DCM编码来传输数据。注意，约为5 GHz(通常为5.1至5.8 GHz ) 的子带被保留为空闲，以避免与现有的窄带系统(例如，802.11aWLAN系 统、安全代理通信系统或航空工业)发生干扰。将14个子带组织成为5个带组，其中，4个带组具有3个528 MHz的子带，并且l个带组具有2个528 MHz的子带。如图1所示，第一带组包 括子带l、子带2和子带3。示例性UWB系统将在带组的子带之间采用跳 频，使得第一数据符号在带组的第一频率子带中的第一个312.5 ns持续时 间间隔中被传输，第二数据符号在带组的第二频率子带中的第二个312.5 n s 持续时间间隔中被传输，以及第三据符号在带组的第三频率子带中的第三 个312.5 ns持续时间间隔中被传输。因此，在每个时间间隔内，数据符号 在具有528 MHz带宽的各个子带(例如，具有以3960 MHz为中心的528 MHz基带信号的子带2)中被传输。超宽带的技术特性意味着其正被配置用于数据通信领域的应用。例如， 存在多种应用，其集中于下列环境中的电缆置换-PC和外围设备(即，诸如硬盘驱动器、CD刻录机、打印机、扫描器 等)之间的通信。-家庭娱乐，诸如电视机和通过无线装置、无线扬声器等连接的设备。 -手持设备与PC之间的通信，例如移动电话和PDA、数码相机和MP3 播放器等。与这种应用相关联的大带宽和大数据率要求天线在整个超带宽范围上 具有极好的特性。结果，许多超宽带系统采用了复杂的天线解决方案，诸 如智能天线或天线阵列。然而，这种类型的天线不适合用在小的便携式设备中，因为智能天线 或天线阵列倾向于相对较大且昂贵。所需要的是能够始终在所有现有制定的带频上操作的天线设计，其具 有较小机体(footprint)，适合用于大规模生产，以及还具有低成本。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供了一种超宽带天线，包括基板；以及 金属层，沉积在基板上。金属层包括在其中限定的第一和第二非金属区， 第一和第二非金属区被配置在纵轴的任一侧上，纵轴对应于天线的馈电轴(feed axis)。第 一和第二非金属区朝向纵轴逐渐变细以形成蝴蝶结图案 (bowtie pattern)。第 一和第二非金属区中的每一个都包括至少 一个调谐槽，至少一个调谐槽关于各自的第一轴进行配置，第一轴与纵轴平行，并 且其中，至少一个调谐槽沿着其各自的轴延伸，以在由各个第一和第二非 金属区限定的非金属区域外侧形成非金属区域。根据本专利技术的天线具有能够在至少整个UWB频率范围上(即，至少在3.1 GHz至10.6 GHz之间)发送和接收频率的优点。此外，该天线结构 具有小型机体用于集成在消费性设备中。优选地，天线基板由FR4PCB材料制成。这具有低成本且与主要PCB 处理和技术相兼容的优点。附图说明为了更好地理解本专利技术并更加清楚地示出如何实现本专利技术，仅通过实 例的方式，参照附图进行描述，其中图1示出了用于超宽带通信的多带正交频分复用(MB-OFDM)中的频 带配置；图2示出了根据本专利技术实施例的天线的透视图3示出了图2所示天线的平面图；以及图4示出了根据本专利技术另 一 实施例的天线的平面图。具体实施例方式图2示出了根据本专利技术实施例的天线20。天线20为形成在基板21上 的平面天线。天线20具有在"X"方向上约30mm以及在"Y，，方向上约 30mm的机体。应该理解，这些尺寸，包括在该应用的其余部分描述的其 他尺寸仅仅是为了举例，本专利技术可等效地应用于具有不同尺寸的天线配置。规模生产技术相兼容的稳健宽带性能的天线结构。基板21由适当的材料制成，例如PCB材料(诸如FR4) 。 FR4基板 材料具有低成本且易于制造的优点。FR4是玻璃布增强环氧树脂层压体 (glass reinforced epoxy resin laminate )，并且是用于PCB层压体的常用基 底材料。FR4层压体显示了在机械、电和热特性之间适当的折中。通过构造和树脂含量来影响尺寸稳定性。介电常数取决于玻璃与树脂的比率，通常在4.4至5.2范围内。该值随着增加树脂含量和增加频率而减小。这样， FR4作为天线基板的使用通常被限制在较低微波带中的频率，这是因为介 电损失通常使得FR4不适合用于较高频率，这意味着其他基板材料通常被 用于这种应用。然而，如稍后描述的，根据本专利技术的天线结构和设计是指 使用由FR4制成的基板21使天线20适合用在超宽带频率范围中。基板21具有单侧涂覆的金属导体，例如，涂覆1 oz的铜。图2所示的 基板21具有约为1.6 mm的厚度D，尽管应该理解，也可以使用其他厚度 以及诸如金或铝的其他导电材料。应该理解，基板的厚度将会影响频带上 的回波损耗。因此，图2实施例的结构被描述为与要求与诸如FR4的商用 现货材料相兼容的容限相关，如此使得当将本专利技术应用于使用由不同材料 制成的基板的天线时，容限和尺寸可以发生变化。通过在基板表面上的金属涂层中创建非金属区域来形成天线结构。具 体地，处理基板21上的金属涂层以提供第一和第二非金属区22a和22b, 第一和第二非金属区22a和22b具有对应的第一和第二非金属通道23a和 23b,第一和第二非金属通道23a和23b将第一和第二非金属区连接至基板 中与天线馈电(antenna feed )最近的边缘。在图2的实施例中，第一和第二非金属区22a和22b通常为三角形， 它们的顶点相互面对，并且与第一和第二非金属通道23a和23b —起限定 具有蝴蝶结形状的调谐槽的天线结构。本领域的技术人员应该理解，三角形的第一和第二非金属区22a和22b可以被具有其他形状(朝向顶点逐渐 变细)的非金属区所代替，例如，用弯曲状的轮廓代替图中所示的三角形。 优选地，第一和第二非金属区22a和22b和/或第一和第二非金属通道 23a和23b关于轴X0 (下文称作"垂直轴"或"纵轴"，对应于天线的馈 电轴)对称本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种超宽带天线，包括： 基板（２１）； 金属层，沉积在所述基板上； 其中，所述金属层包括在其中限定的第一非金属区和第二非金属区（２２ａ，２２ｂ），所述第一非金属区和所述第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）被配置在纵轴（Ｘ０）的任一侧上，所述 纵轴（Ｘ０）对应于所述天线的馈电轴，所述第一非金属区和所述第二非金属区朝向所述纵轴（Ｘ０）逐渐变细以形成蝴蝶结图案； 其中，所述第一非金属区和所述第二非金属区中的每一个都包括至少一个调谐槽（３１，３３），所述至少一个调谐槽（３１，３３）关 于各自的第一轴（Ｘ１，Ｘ２）进行配置，所述第一轴（Ｘ１，Ｘ２）与所述纵轴（Ｘ０）平行； 并且其中，所述至少一个调谐槽沿着其各自的轴（Ｘ１，Ｘ２）延伸，以在由各自的所述第一非金属区或所述第二非金属区（２２ａ，２２ｂ）限定的非金属区域外侧形成 非金属区域。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：邓肯布莱姆纳，迪恩肯普，马克诺瑞斯，
申请(专利权)人：ITI苏格兰有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]
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