本发明专利技术公开了一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线。它是由T型结构带、圆环辐射体、矩形匹配枝节、过渡匹配枝节、共面金属板、微带馈线和介质基片构成。其中在微带馈线的前端加入圆环形结构的辐射体，以改变天线表面电流的路径，使天线工作在超宽带频段。在圆环辐射体的前端设计三个匹配枝节，以增加天线的谐振频率点，达到提高天线带宽的目的。在圆环辐射体的内部嵌入一条T型结构带，以实现天线的带阻功能，使天线在超宽带频段内具有阻带。本发明专利技术设计的天线能满足超宽带的技术要求，且在5.1GHz～5.8GHz之间实现良好的带阻特性。本发明专利技术天线由于结构小型紧凑，加工方便，易于与有源电路集成，在超宽带领域具有很好的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通信领域中的一种具有带阻特性的超宽带天线，更特别地说，是由带有T型结构的圆环和矩形结构的匹配枝节实现其在3.0 11.0GHz超宽带频段内通信且在5.1 5.8GHz频段内具有带阻特性的超宽带天线。
技术介绍
2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)批准将3.1 10.6GHz的频段作为超宽带(UWB)系统可使用的频段。从那以后，无线超宽带系统的设计得到越来越多的关注。UWB系统具有优良的抗多径干扰，宽频带和高数据率等优点。而在无线UWB系统中最重要的组成部分是UWB天线。对于UWB天线的要求，主要包括在超宽带内(3.0 11.0GHz)良好的阻抗匹配，稳定的增益和良好的全向辐射特性，并且要求天线小型化以及制造成本低廉。UWB天线工作在如此宽的带宽内，可能接收到同一环境中在此频段内工作的来自其它通信或射频系统的干扰信号，比如无线局域网(WLAN)的IEEE802.11a，频段工作在5.150 5.350GHz 和 5.725 5.825GHz, HIPERLAN/2 频段工作在 5.150 5.350GHz 和5.470 5.725GHz，它们都将会对超宽带工作系统构成干扰。因此设计一种具有带阻功能的超宽带天线，用来滤除其它窄带信号的干扰，是非常有必要和实际的。较常用的方法是在天线后面添加滤波器或者设计多个工作在不同频段的天线相互形成阻带以达到滤除干扰频段信号的功能，但这增加了天线的体积和成本。一个更有效的方法是通过在天线的辐射单元上添加T型、π型或U型结构带以改变辐射单元表面电流分布以达到带阻的功能，但是这通常只能提供一个阻带，不能彻底滤除潜在的干扰。T型结构能在天线中起到带阻特性在文献《Ζ.Liu, H.Deng, and X.He, A New Band-Notched UffBPrinted Monopole Antenna))(Global Symposium on Millimeter Waves, pp.291-294, 2008)和《C.Hong, C.Ling, 1.Tarn, and S.Chung, Designof a Planar Ultrawideband Antenna With a New-NotchStructure)) (IEEETransation on Antennas Propagation, vol.55, n0.12, pp.3391-3397, Dec.2007)中进行了具体分析。。此外，超宽带单极子天线采用共面波导馈电，由于尺寸小，且在超宽带内具有阻抗匹配特性和全向辐射特性而在UWB领域广泛应用。文献《K.Lau, P.Li，and K.Man, AMonopolar Patch Antenna with Very WideImpedance Bandwidth》(IEEE Transation onAntennas Propagation, vol.53, n0.3, pp.1004-1010, Mar.2005)公开一种超宽带单极子贴片天线。由共面波导馈电的超宽带天线具有低剖面，宽带宽，低功耗，易与电路集成等特点，因此广泛应用于通信系统。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种新型的带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，不但满足了 FCC提出的超宽带要求，而且在5.1GHz 5.8GHz实现了带阻功能，避免了使用天线设备之间的干扰。该天线结构简单，易于加工，便于与有源电路集成。本专利技术的一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，该超宽带天线包括T型结构带(I)、圆环辐射体(2)、第一矩形匹配枝节(31)、第二矩形匹配枝节(32)、第三矩形匹配枝节(33)、过渡匹配枝节(4)、微带馈线(5)、左共面金属板(61)、右共面金属板(62)和介质基片(7)；T型结构带(I)位于圆环辐射体(2)内；第一矩形匹配枝节(31)位于圆环辐射体(2)外部的左侧；第二矩形匹配枝节(32)位于圆环辐射体(2)外部的上方；第三矩形匹配枝节(33)位于圆环辐射体(2)外部的左侧；微带馈线(5)连接在圆环福射体(2)外部的下方；左共面金属板(61)位于微带馈线(5)的左侧；右共面金属板(62)位于微带馈线(5)的右侧；T型结构带(I)、圆环辐射体(2)、第一矩形匹配枝节(31)、第二矩形匹配枝节(32)、第三矩形匹配枝节(33)、过渡匹配枝节(4)、微带馈线(5)、左共面金属板(61)和右共面金属板(62)为覆铜蚀刻在介质基片(7)上。本专利技术与现有技术相比，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:1.本专利技术提供了一种小型化，能大量生产且在WLAN频段具有带阻特性的超宽带天线，能有效抑制潜在WLAN频段信号的干扰。2.本专利技术中T型结构带、圆环辐射体、矩形匹配枝节、过渡匹配枝节、共面金属板和微带馈线均在介质基片的同一侧，具有结构紧凑简单，加工方便的优点。同时整个天线体积较小(26mmX34mmXL6mm)，重量轻，并且采用平面结构，易于与有源电路集成。3.本专利技术采用T型结构带嵌入圆环辐射体的结构实现带阻的方式，通过控制T型结构带的长度和圆环辐射体的半径大小可方便控制阻带的中心频率，能适用于各种具体的需求。4.本专利技术采用三个矩形匹配枝节分布在圆环辐射体上、左、右三端，增加天线的谐振频率点，从而改善高频率点的天线驻波比，扩宽天线的带宽，使天线更好地工作在超宽带频段内。附图说明图1是本专利技术超宽带天线的外部结构图。图1A是本专利技术超宽带天线的俯视图。图2是本专利技术随Ln+L12变化天线驻波比的仿真结果图。图3是本专利技术随R #变化天线驻波比的仿真结果图。图4是本专利技术随L31变化天线驻波比的仿真结果图。图5是本专利技术天线的驻波比仿真结果图。图6是本专利技术天线的增益仿真结果图。图7A是本专利技术天线在5GHz的E面的远场辐射方向图。图7B是本专利技术天线在5GHz的H面的远场辐射方向图。图8A是本专利技术天线在5.4GHz的E面的远场辐射方向图。图8B是本专利技术天线在5.4GHz的H面的远场辐射方向图。图9A是本专利技术天线在6GHz的E面的远场辐射方向图。图9B是本专利技术天线在6GHz的H面的远场辐射方向图。图1OA是本专利技术天线在7GHz的E面的远场辐射方向图。图1OB是本专利技术天线在7GHz的H面的远场辐射方向图。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1、图1A所示，本专利技术是一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，该超宽带天线包括T型结构带1、圆环辐射体2、第一矩形匹配枝节31、第二矩形匹配枝节32、第三矩形匹配枝节33、过渡匹配枝节4、微带馈线5、左共面金属板61、右共面金属板62和介质基片7 ；所述T型结构带I位于圆环辐射体2内；第一矩形匹配枝节31位于圆环辐射体2外部的左侧；第二矩形匹配枝节32位于圆环辐射体2外部的上方；第三矩形匹配枝节33位于圆环辐射体2外部的左侧；微带馈线5连接在圆环福射体2外部的下方；左共面金属板61位于微带馈线5的左侧；右共面金属板62位于微带馈线5的右侧；T型结构带1、圆环辐射体2、第一矩形匹配枝节31、第二矩形匹配枝节32、第三矩形匹配枝节33、过渡匹配枝节4、微带馈线5、左共面金属本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，其特征在于：该超宽带天线包括T型结构带（1）、圆环辐射体（2）、第一矩形匹配枝节（31）、第二矩形匹配枝节（32）、第三矩形匹配枝节（33）、过渡匹配枝节（4）、微带馈线（5）、左共面金属板（61）、右共面金属板（62）和介质基片（7）；T型结构带（1）位于圆环辐射体（2）内；第一矩形匹配枝节（31）位于圆环辐射体（2）外部的左侧；第二矩形匹配枝节（32）位于圆环辐射体（2）外部的上方；第三矩形匹配枝节（33）位于圆环辐射体（2）外部的左侧；微带馈线（5）连接在圆环辐射体（2）外部的下方；左共面金属板（61）位于微带馈线（5）的左侧；右共面金属板（62）位于微带馈线（5）的右侧；T型结构带（1）、圆环辐射体（2）、第一矩形匹配枝节（31）、第二矩形匹配枝节（32）、第三矩形匹配枝节（33）、过渡匹配枝节（4）、微带馈线（5）、左共面金属板（61）和右共面金属板（62）为覆铜蚀刻在介质基片（7）上。
【技术特征摘要】
1.一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，其特征在于:该超宽带天线包括T型结构带(I)、圆环辐射体(2)、第一矩形匹配枝节(31)、第二矩形匹配枝节(32)、第三矩形匹配枝节(33)、过渡匹配枝节(4)、微带馈线(5)、左共面金属板(61)、右共面金属板(62)和介质基片(7)； T型结构带(I)位于圆环福射体(2)内； 第一矩形匹配枝节(31)位于圆环辐射体(2)外部的左侧； 第二矩形匹配枝节(32)位于圆环辐射体(2)外部的上方； 第三矩形匹配枝节(33)位于圆环辐射体(2)外部的左侧； 微带馈线(5 )连接在圆环辐射体(2 )外部的下方； 左共面金属板(61)位于微带馈线(5)的左侧； 右共面金属板(62)位于微带馈线(5)的右侧； T型结构带(I)、圆环辐射体(2)、第一矩形匹配枝节(31)、第二矩形匹配枝节(32)、第三矩形匹配枝节(33)、过渡匹配枝节(4)、微带馈线(5)、左共面金属板(61)和右共面金属板(62)为覆铜蚀刻在介质基片(7)上。2.根据权利要求1所述的带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，其特征在于:所述的T型结构带(I)嵌入在圆环辐射体(2)内，能够在天线通带内提供5.1GHz 5.8GHz 的带阻。3...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈爱新，姜维维，杨绰，安康，房见，应小俊，
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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