本发明专利技术公开了一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，该天线由辐射体（1）、第一U形缝隙（2）、第二U形缝隙（3）、第三U形缝隙（4）、地板（5）、馈线（6）和介质板（10）组成；辐射体（1）和馈线（6）采用覆铜工艺敷着在介质板（10）的一板面上，地板（5）采用覆铜工艺敷着在介质板（10）另一板面上，辐射体（1）和馈线（6）覆铜在一起；第一U形缝隙（2）、第二U形缝隙（3）和第三U形缝隙（4）采用光刻工艺刻蚀在辐射体（1）上。通过三个U形缝隙实现了天线的多频谐振，该多频天线能够在2.15GHz～2.8GHz、3.15GHz～3.85GHz、4.65GHz～6.1GHz和6.6GHz～8.0GHZ频率范围内工作。三个U形缝隙的设计使得天线的中心谐振频率易调，可以方便的调节多频天线的工作频率，克服了目前多频天线设计中结构复杂、谐振点不易调节等的不足。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种适用于通信系统的多频天线结构，更特别的说，是指一种可以工作于蓝牙、WiMax、WLAN和X波段卫星通信等频段的频段可调的多频宽带天线。
技术介绍
随着现代无线通信技术的发展，工作于单一频率的天线已无法满足现代通信设备的要求，多频天线的研究从而成为研究热点。同时，个人移动通信的发展，对通信设备提出了小型化的要求。在《现代电子技术》2008年第I期总第264期中公开了 “微带天线的设计和阻抗匹配”。在本文中公开了微带天线中的辐射元的形状可以是方形、矩形、圆形和椭圆形等。·小型化多频天线的研究适应了现代通信技术发展对于天线设计的要求。然而，传统的多频天线设计通常通过集成多个单极子天线或者多个谐振缝隙实现天线的多频工作。这类天线通常结构复杂，谐振点不易调节且频带较窄。因此，研究基于宽带天线和陷波技术的多频天线设计，以克服传统多频天线设计的不足。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，该多频宽带天线采用宽带天线和陷波结构的组合设计方式，既能有效的展宽天线带宽，也能实现天线谐振频点的可调；该多频宽带天线中的辐射体通过阶梯形的微带天线实现，加工成型简单；陷波结构采用U形半波缝隙谐振结构，实现天线多频工作的同时可以实现多频天线谐振频带的可调。该多频宽带天线结构简单紧凑，外形小巧，适应通信设备的小型化趋势，在个人移动通信设计中具有很好的应用前景。本专利技术的一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于该天线由辐射体(I)、第一 U形缝隙(2)、第二 U形缝隙(3)、第三U形缝隙(4)、地板(5)、馈线(6)和介质板(10)组成；辐射体(I)和馈线(6)采用覆铜工艺敷着在介质板(10)的一板面上，地板(5 )采用覆铜工艺敷着在介质板(10 )另一板面上，辐射体(I)和馈线(6 )覆铜在一起；第一U形缝隙(2)、第二 U形缝隙(3)和第三U形缝隙(4)采用光刻工艺刻蚀在辐射体(I)上。所述的基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线上设计的第一 U形缝隙(2)、第二U形缝隙(3)和第三U形缝隙(4)为等间距的阶梯式排列布局在辐射体(I)上。所述的基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线上设计的辐射体(I)的构形为阶梯式矩形结构。本专利技术基于宽带天线和陷波结构的多频天线的优点在于 ①宽带天线的实现上采用了具有阶梯形结构的单极子天线，通过调节单极子天线的尺寸、单极子天线与地面之间的馈电间距可以方便的实现天线的宽带谐振，得到满足设计频带要求的宽频天线，从而实现多频天线频带的展宽。②陷波结构的实现上采用了半波缝隙谐振单元。相比于寄生陷波单元，缝隙谐振单元结构简单、易于调节并且可以降低生产成本。通过调节半波缝隙单元的位置和水平缝隙的长度可以方便的改变其带宽和谐振频点，实现多频天线带宽的可调。③本专利技术的多频宽带天线能够应用在蓝牙，WiMax, WLAN和X波段卫星通信等频段，提高了系统集成度，同时结构简单紧凑，外形小巧，适用于个人移动通信设备。附图说明图I是本专利技术基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线的结构图。图IA是图I的后视图。图IB是图I的正视图。图2是本专利技术第一 U形缝隙的放大结构图。·图3是本专利技术基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线的回波损耗曲线。 I.辐射体1A.馈电辅助线1B.第一辅助线1C.第二辅助线101.第一矩形贴片 102.第二矩形贴片~103.第三矩形贴片 2.第一 U形缝隙21.第一缝隙中心线 3.第二 U形缝隙4.第三U形缝隙5.接地板 6.微带馈线10.介质板具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术做进一步的详细说明。参见图I、图IA所示，本专利技术的一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，该天线由辐射体I、第一 U形缝隙2、第二 U形缝隙3、第三U形缝隙4、地板5、馈线6和介质板10组成；辐射体I和馈线6采用覆铜工艺敷着在介质板10的一板面上，地板5采用覆铜工艺敷着在介质板10另一板面上，辐射体I和馈线6覆铜在一起；辐射体I的覆铜厚度(H1)为O. 01mm，馈线6的覆铜厚度(H6)为O. 01mm，地板5的覆铜厚度(H5)为O. Olmm ;第一 U形缝隙2、第二 U形缝隙3和第三U形缝隙4采用光刻工艺刻蚀在辐射体I上。本专利技术设计的天线在辐射体I上采用三个U形缝隙有利于降低天线设计的复杂度，同时可以节省生产成本。所述的覆铜工艺和光刻工艺为微带天线加工过程中的必要过程，已非常成熟了。覆铜工艺是指在基板上敷上一层铜材料，利用敷出的铜构型来实现导电、信号联通等。覆铜的意义在于减小地线阻抗，提高抗干扰能力，降低压降，提高电源效率，与地线相连还可以减小环路面积。光刻工艺是指利用光学一化学原理和化学、物理刻蚀方法，将电路图形传递到介质层上，形成有效图形窗口或功能图形的工艺技术。光刻的意义在于由于半导体技术的发展，光刻技术成为了一种精密的微细加工技术，通过光刻工艺可以极大的提高天线生产的精度，从而保证天线的性能。(一)辐射体I参见图I、图1A、图IB所示，辐射体I为阶梯矩形结构，每一阶梯分隔以辅助线进行区分，则有第一辅助线IB和第二辅助线1C。辐射体I在覆铜时与馈线6覆在一起，为了区分，在接合处画出了馈电辅助线1A。馈电辅助线IA与第一辅助线IB之间是辐射体I的第一矩形贴片101，第一辅助线IB与第二辅助线IC之间是辐射体I的第二矩形贴片102，剩余部分为第三矩形贴片103。在本专利技术中，辐射体I的第一矩形贴片101与馈线6的一端是覆铜在一起的。第一矩形贴片101的长度记为Lltll (且L6 = 2. 5L1(I1)、第一矩形贴片101的宽度记为 Wltll (且 Wltll =W6); 第二矩形贴片102的长度记为Lltl2、第二矩形贴片102的宽度记为Wltl2 ；第三矩形贴片103的长度记为L1(l3、第三矩形贴片103的宽度记为Wltl3 ；在本专利技术中，=-Lim fLwl = —Z103 罵01 = -^03 罵02 =O 19194343辐射体I的长度记为L1,且有L1=L101+/侧+/侧=— !) 2，fr为辐射体I2./,. \ 2, J的基础谐振频率，c为自由空间光速，ε r为所选介质板10的相对介电常数。辐射体I的覆铜厚度也就是辐射体的厚度记为H1，一般H1为O. 01mm。辐射体I与介质板10在长度方向的间距记为DL1,，辐射体I与介质板10在宽度方向的间距记为DW1,,由于辐射体I的设计是以中心线对称设置的，故在宽度上的间距是相等的。规==在本专利技术中，辐射体I的尺寸与天线的基础谐振频率及阻抗带宽是相关的。辐射体I的总长度通常为天线基础谐振频率在介质板10中波长的四分之一。辐射体I的宽度影响天线的阻抗匹配，通过调整辐射体I各部分的宽度可以有效的展宽天线的阻抗带宽，实现天线的宽带谐振。(二)U 形缝隙参见图I、图1A、图IB所示，第一 U形缝隙2、第二 U形缝隙3和第三U形缝隙4沿轴向中心线以等间距的阶梯式排列布局在辐射体I上。参见图1B、图2，第一 U形缝隙2通过光刻工艺刻蚀在辐射体I上。第一 U形缝隙 」2的长度L2满足为自由空间光速，' 为第一 U形缝隙2的中心谐 2/,, ￡, V 2/ 振频率，ε r为介质板10的相对介电常本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于：该天线由辐射体（1）、第一U形缝隙（2）、第二U形缝隙（3）、第三U形缝隙（4）、地板（5）、馈线（6）和介质板（10）组成；辐射体（1）和馈线（6）采用覆铜工艺敷着在介质板（10）的一板面上，地板（5）采用覆铜工艺敷着在介质板（10）另一板面上，辐射体（1）和馈线（6）覆铜在一起；第一U形缝隙（2）、第二U形缝隙（3）和第三U形缝隙（4）采用光刻工艺刻蚀在辐射体（1）上。
【技术特征摘要】
1.一种基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于该天线由辐射体(I)、第一 U形缝隙(2)、第二 U形缝隙(3)、第三U形缝隙(4)、地板(5)、馈线(6)和介质板(10)组成；辐射体(I)和馈线(6)采用覆铜工艺敷着在介质板(10)的一板面上，地板(5)采用覆铜工艺敷着在介质板(10)另一板面上，辐射体(I)和馈线(6)覆铜在一起；第一 U形缝隙(2)、第二 U形缝隙(3)和第三U形缝隙(4)采用光刻工艺刻蚀在辐射体(I)上。2.根据权利要求I所述的基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于第一 U形缝隙(2)、第二 U形缝隙(3)和第三U形缝隙(4)为等间距的阶梯式排列布局在辐射体(I)上。3.根据权利要求I所述的基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于辐射体(I)的构形为阶梯式矩形结构。4.根据权利要求I所述的基于宽带天线和陷波结构的多频宽带天线，其特征在于辐射体...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珺珺，贺旭东，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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