具有双陷波特性的小型化超宽带天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有双陷波特性的小型化超宽带天线，该天线可以用在无线通信领域的设备上。该天线是由介质基板、辐射贴片、微带馈线和接地板组成，辐射贴片是由矩形和梯形组合而成，辐射贴片和微带馈线关于介质板的中轴线呈轴对称结构；接地板位于介质基板的下表面底部。本实用新型专利技术超宽带天线的陷波特性良好，陷波频段与干扰信号频段基本吻合，避免了某些频段的浪费。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天线领域，特别设计一种具有双陷波特性的小型化超宽带天线。
技术介绍
超宽带技术作为一种短距离通信技术，在室内高速无线通信方面引起了全球通信
的广泛关注。作为超宽带系统中的重要组成部分，超宽带天线的研究和设计一直是广大学者所研究的对象。由于在带宽达7.5GHz的频率范围内，包含了其他通信系统的工作频段，例如WLAN和WiMAX等系统。如何实现超宽带系统与其他系统的兼容，成为超宽带天线设计的难点。同时，随着无线通信技术的发展，天线的小型化已经成为一种发展趋势。目前实现超宽带天线一般采用引入带阻滤波器的方法来滤除频带内的干扰信号，这样做不仅增加了制作成本而且不利于实现天线的小型化。近年来对滤除干扰信号的超宽带天线的研究方法层出不穷，其中在天线中引入陷波结构成为一种简单可行的方法。引入陷波结构最常用的技术是开槽技术，如吴绪镇，薛锋章在《重庆邮电大学学报(自然科学版)》第二十四卷第四期提出的一种新型双阻带超宽带单极天线，但仍存在着天线尺寸较大、结构比较复杂等问题。
技术实现思路
针对现有技术的不足，提出一种辐射贴片为矩形和梯形组合结构的超宽带天线，通过在辐射贴片和接地板上分别开具槽线来实现双陷波的功能，另外通过在微带馈线上开具方形槽来优化阻抗特性和改善陷波特性。通过在接地板上开矩形槽，实现展宽频带的目的。该天线具有结构简单、易加工、阻抗带宽宽等优点。本技术采用如下技术方案:本技术超宽带天线的结构包括:介质基板，辐射贴片，微带馈线和接地板。其特征在于:所述的介质基板正面印刷有辐射贴片和微带馈线，所述的辐射贴片是由矩形和梯形组合而成，并在辐射贴片上开有U形槽，所述的微带馈线与辐射贴片梯形部分相连，并在微带馈线上刻有方形槽，所述的接地板位于介质基板背面，并开具有矩形槽，所述的辐射贴片为矩形结构和梯形结构的组合，辐射贴片位于介质基板的上表面，所述的辐射贴片的矩形部分位于梯形部分的上方，梯形部分上宽下窄，所述的U形槽刻在辐射贴片的矩形部分上，并且U形槽的开口向上，所述的方形槽刻在微带馈线上，位于微带馈线的左右两侧，使微带馈线呈锯齿状，所述的矩形槽刻在接地板上方，其中两条窄矩形槽刻在接地板左右两侧的位置，呈左右对称。本方案有益效果是:通过采用矩形和梯形相组合的结构有效的减小了天线辐射贴片的面积，缩小了天线的尺寸，并且起到了展宽阻抗带宽的目的；通过改变开槽的总长，可以调节陷波的中心频率；通过在微带馈线开具的方形槽，可以优化陷波的特性，防止造成频带资源的浪费。以下结合附图对本技术进一步说明。附图说明图1为本技术超宽带天线的正面图。图2为本技术超宽带天线的背面图。图3为本技术超宽带天线的反射系数曲线图。图4为本技术超宽带天线的电压驻波比曲线图。图5为本技术超宽带天线在3GHz时的方向图。图6为本技术超宽带天线在6GHz时的方向图。图7为本技术超宽带天线在9GHz时的方向图。图中:1-矩形和梯形组合的辐射贴片，2-微带馈线，3-方形槽，4-介质基板，5-U形槽，6-大矩形槽，7-窄矩形槽，8-接地板。具体实施方式以下结合附图和实施例对本技术作进一步的说明。参见图1和图2，一种小型具有双陷波特性的超宽带天线的设计，使超宽带天线滤除WiMAX信号(3.3GHz-3.7GHz)和WLAN信号(5.15GHz-5.825GHz)的干扰。该天线是由矩形和梯形组合辐射贴片1、微带馈线2、U形槽5、方形槽3、介质基板4、矩形槽6、窄矩形槽7和接地板8组成。具体实施如下:辐射贴片I位于介质基板4上方，微带馈线2位于介质基板4的下方与辐射贴片的梯形部分相连，两者位于介质基板4的中央，呈轴对称结构，接地板8位于介质基板4另一侧的下方，U形槽5开在辐射体片I的矩形部分，开口向上，U形槽5的底被介质基板4的中轴线垂直平分，U形槽5的两臂对称分布在介质基板4中轴线的两侧，窄矩形槽7开在接地板8的上方，左右各一，以接地板的中轴线对称，矩形槽6刻在接地板8上方中间部位，处于微带馈线2正下方，方形槽3刻在微带馈线2左右两侧，数量均为五。参见图1和图2，标号4是介质基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介电常数为4.4,其长宽高的尺寸是30mmX 15mmX 1.6mm。天线的福射贴片、接地板和微带馈线,在图中用阴影表示，天线的形状可以由腐蚀得到。本实施例中标号I是辐射贴片，其外部长宽尺寸为14mmX 12mm ;矩形部分的长宽为14mmX 8mm,梯形部分的高为4mm,下底长度为3mm ;标号5为U形槽,槽两臂的长度为6.8mm,两臂间距为12mm,宽度为0.4mm ;标号为2的是微带馈线，其长宽为16.8mmX3mm,标号为3的为方形槽,每块方形槽的大小为0.5mmX 0.5mm ;标号8为接地板，尺寸为15mmX15mm，标号6的矩形槽开在接地板上，其尺寸为5mmX3mm ;标号7的窄矩形槽位于矩形槽的左右两侧，距介质基板中心线的距离为6mm，长度为7.3mm,宽为 0.5mmο图3是本实施例的反射系数曲线图，从图3中可以看到天线的阻抗带宽为2.88GHz-11.52GHz，倍频带宽为4: 1，达到FCC (美国联邦通信委员会)的频带要求，其中在3.20GHz-4.06GHz和5.04GHz_5.84GHz频段回波损耗大于_10dB，图4是本实施例的驻波比曲线图，从图4中可以看出此天线在陷波频段驻波比大于2。如图5、图6和图7所示分别是本实施例在频率3GHz、6GHz和9GHz时该天线的方向图，可以看出天线在水平面有这良好的全向特性，满足设计的指标要求。上述实例为本技术较佳的实施方式，另外在本实施例的基础上，改变辐射贴片、微带馈线和接地面的大小；改变U形槽的尺寸和方形槽的数量和大小，都应包含在本技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有双陷波特性的小型化超宽带天线，其中包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和接地板，其特征在于：所述的介质基板正面印刷有辐射贴片和微带馈线，所述的辐射贴片是由矩形和梯形组合而成，并在辐射贴片上开有U形槽，所述的微带馈线与辐射贴片梯形部分相连，并在微带馈线上刻有方形槽，所述的接地板位于介质基板背面，并开具有矩形槽。

【技术特征摘要】
1.一种具有双陷波特性的小型化超宽带天线，其中包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和接地板，其特征在于:所述的介质基板正面印刷有辐射贴片和微带馈线，所述的辐射贴片是由矩形和梯形组合而成，并在辐射贴片上开有U形槽，所述的微带馈线与辐射贴片梯形部分相连，并在微带馈线上刻有方形槽，所述的接地板位于介质基板背面，并开具有矩形槽。2.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的小型化超宽带天线，其特征包括:所述的辐射贴片为矩形结构和梯形结构的组合，辐射贴片位于介质基板的上表面。3.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的小型化超...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫晗，张洪斌，王晓辉，郑宏兴，
申请(专利权)人：天津职业技术师范大学，
类型：实用新型
国别省市：