一种超宽带天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种超宽带天线。该天线包括：介质基板(1)、辐射单元(2)、共面波导接地面(3)和共面波导馈电微带线(4)；辐射单元(2)、共面波导接地面(3)和共面波导馈电微带线(4)均印制在介质基板(1)的正表面上；辐射单元(2)上刻蚀有两个互补开口谐振环(5)和(6)；共面波导接地面(3)设为两个，分别位于共面波导馈电微带线(4)两侧，该共面波导接地面(3)上刻蚀有两对倒L型缝隙(7)和(8)；所述开口谐振环(5)、(6)和倒L型缝隙(7)、(8)形成四个陷波频段。本实用新型专利技术的工作频段覆盖2-12GHz，能很好的抑制超宽带工作频段内的干扰信号，可用于超宽带无线通信。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天线
，特别是一种具有四陷波特性的超宽带天线，应用于超宽带无线通信系统。
技术介绍
超宽带UWB技术是一种新型的无线通信技术，具有传输速率高、功耗低、系统结构简单等特点，因而成为近年来无线通信的研究热点之一。作为超宽带通信系统的关键部件，超宽带天线的特性将直接影响系统的传输性能，对其的研究设计具有重要意义。2002年美国联邦通信委员会FCC批准将3. 1-10. 6GHz作为超宽带系统的工作频段，然而这个频段内可能存在有一些无线通信系统的窄带干扰信号，比如频段位于3. 3-3. 6GHz的全球微波互联接入WiMax和频段位于2. 4GHz附近、5. 15-5. 35GHz、5. 725-5. 825GHz的无线局域网WLAN 等。因此，超宽带天线必须在这些频段产生陷波，以避免可能存在的干扰问题。为了抑制超宽带系统与窄带系统之间的潜在干扰，通常需要在超宽带系统内引入带阻滤波器，但这无疑将增大系统的体积、复杂度以及成本。另一种简单有效的方法是在超宽带天线中引入陷波结构，使天线在干扰频段内产生较大的反射，抑制干扰频段信号的传输。陷波结构包括在天线的辐射单元或地板上刻蚀不同形状的缝隙，或者在天线结构中引入寄生枝节等。例如专利申请号为201020271241. 7，为《一种具有滤除干扰信号功能的超宽带天线》的中国专利，提出了一种具有单个陷波特性的超宽带天线，天线的福射单元为一微带馈电的扇形单极子，由此单极子产生超宽带特性，天线覆盖频段3GHZ-10. 6GHz,同时在扇形单极子上开了一个U型缝隙，该缝隙在4. 85-5. 95GHz频段形成陷波，但此技术仅仅滤除了 WLAN —个频段信号的干扰。又如专利申请号为201020531935. X，为《带有陷波特性的超宽带天线》的中国专利，提出了一种具有双陷波特性的超宽带天线，该天线由微带馈电的矩形辐射单元及共面波导接地面构成，通过在辐射单元和地板上分别刻蚀双U型槽及矩形槽形成了 3. 8GHz-6GHz、7.5GHz-9GHz两个陷波波段，但此技术中陷波频段带宽过宽，远超出了干扰信号的频段范围，这无疑造成了超宽带天线本身工作频段的缩减。再如文献"PlanarUltrawidebandAntennas WithMultiple Notched Bands Based on Etched Slots on the Patch and/or Split Ring Resonators on the Feed Line，Yan Zhang, Wei Hong, Chen Yu, Zhen-QiKuai，Yu-Dan Don，and Jian-Yi ZhouiIEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION，VOL. 56，NO. 9，SEPTEMBER 2008"中设计的一种具有三陷波特性的超宽带天线，天线的辐射单元为一微带馈电的圆形单极子，通过在馈线两侧加载3对不同尺寸的开环谐振器形成了2. 24GHz-2. 62GHz, 3. 78GHz_4. 03GHz 以及 5. 94GHz_6. 4GHz 频段的陷波，但在陷波频段内驻波比普遍偏小，滤波性能偏差，同时开环谐振器的双环结构复杂，不便于设计和调试。
技术实现思路
本技术目的在于针对上述已有技术存在的不足，提供一种频带宽，增益大，小型化，易加工的具有四陷波特性的超宽带天线，以在2-12GHZ频段内使驻波比均小于2，覆盖超宽带工作频段，并且能够滤除WiMax和WLAN频段的干扰信号，实现高质量的超宽带无线通信。为实现上述目的，本技术包括介质基板、辐射单元、共面波导接地面和共面波导馈电微带线，辐射单元、共面波导接地面和共面波导馈电微带线均印制在介质基板的正表面上，呈轴对称结构，其特征在于所述辐射单元与共面波导馈电微带线的上部相连，其上刻蚀有两个互补开口谐振环，两环开口同向，相互嵌套，圆心重合，形成了频段位于2. 32-2. 7GHz和3. 35-3. 78GHz的两个陷波；所述共面波导接地面设为两个，分别位于共面波导馈电微带线的两侧，且与共面波导馈电微带线之间设有间隙t，t的取值为O. Imm-Imm ;该共面波导接地面上刻蚀有两对 倒L型缝隙，缝隙朝向相同，形成了频段位于5. 02-5. 45GHz和5. 7-6. 22GHz的两个陷波。所述辐射单元为圆形或椭圆形或矩形贴片。所述辐射单元上刻蚀的两个互补开口谐振环，采用开口的圆形或椭圆形或矩形，开口宽度取值为O. 2mm-4mm。所述互补开口谐振环的半径取值为环宽取值为O. lmm-2mm。所述互补开口谐振环的半径取值为环宽取值为O. lmm-2mm。所述两个共面波导接地面靠近辐射单元的一侧为圆弧形角，远离辐射单元的一侧切去三角形角，被切去三角形的两直角边取值为4mm-7mm。所述倒L型缝隙的水平枝节长度取值为宽度取值为O. lmm-2mm,垂直枝节长度取值为宽度取值为O. lmm-2mm。所述倒L型缝隙的水平枝节长度取值为宽度取值为O. lmm-2mm,垂直枝节长度取值为宽度取值为O. lmm-2mm。所述介质基板的介电常数介于2-9. 8之间,介质基板厚度为O.介电损耗小于10_2。与现有技术相比，本技术具有如下优点I、本技术由于在辐射单元上刻蚀的两个互补开口谐振环圆心重合，相互嵌套，减小了天线所需的辐射单元的面积。2、本技术由于在共面波导接地面上刻蚀的两个倒L型缝隙朝向相同，相互嵌套，减小了天线所需的地板的面积。3、本技术由于采用共面波导馈电结构，且两个共面波导接地面靠近辐射单元的一侧为圆弧形角，远离辐射单元的一侧切去三角形角，从而改善了工作频段内的高频阻抗匹配特性。4、本技术由于采用共面波导馈电结构，地板与辐射单元印制在介质基板的同一侧，结构简单，便于与射频前端的微波电路集成。5、本技术由于通过在辐射单元上刻蚀互补开口谐振环以及在地板上刻蚀倒L型缝隙形成了四个陷波频段，有效的滤除了超宽带频段范围内的窄带干扰信号，滤波效果较好。6、本技术采用互补开口谐振环和倒L型缝隙结构，代替了滤波器的设计，降低了设计成本和系统复杂性，使得天线结构简单，紧凑小巧，加工方便，成本低廉，便于生产。7、本技术能根据实际需求自行改进，通过调节辐射单元、互补开口谐振环及倒L型缝隙的尺寸，来改变天线性能，滤除频带内各种干扰信号，具有陷波可调性能，满足不同的应用情况，改进方法简单易行。附图说明图I为本技术实施例I的正视图；图2为本技术实施例I的侧视图；图3为本技术实施例2的正视图；图4为本技术实施例3的正视图；图5为本技术实施例I的仿真与测试驻波曲线图；图6为本技术实施例I在2GHz的测试辐射方向图；图7为本技术实施例I在5GHz的测试辐射方向图；图8为本技术实施例I在7GHz的测试辐射方向图；图9为本技术实施例I的测试增益曲线图。具体实施方法下面结合实施实例及附图，对本技术做进一步描述实施例I :参见图I和图2，本技术的超宽带天线，包括介质基板I、辐射单元2、共面波导接地面3和共面波导馈电微带线4，该辐射单元2、共面波导接地面3本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超宽带天线，包括：介质基板（1）、辐射单元（2）、共面波导接地面（3）和共面波导馈电微带线（4），该辐射单元（2）、共面波导接地面(3)和共面波导馈电微带线(4)均印制在介质基板（1）的正表面上，呈轴对称结构，其特征在于：所述辐射单元（2）与共面波导馈电微带线（4）的上部相连，该辐射单元上刻蚀有两个互补开口谐振环（5，6），的两环开口同向，相互嵌套，圆心重合，形成了频段覆盖2.32？2.7GHz和3.35？3.78GHz的两个陷波；所述共面波导接地面（3）设为两个，分别位于共面波导馈电微带线（4）的两侧，且与共面波导馈电微带线（4）之间设有间隙t,t的取值为0.1mm？1mm，该共面波导接地面（3）上刻蚀有两对倒L型缝隙（7，8），缝隙朝向相同，形成了频段覆盖5.02？5.45GHz和5.7？6.22GHz的两个陷波。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：翟会清，李桐，李桂红，李龙，梁昌洪，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：