一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線制造技術(shù)

一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，涉及一種陷波頻段位于WLAN、RFID頻段的UWB帶阻天線。該天線由介質(zhì)基板(105)，介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)、折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)，介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)組成。本發(fā)明專利技術(shù)利用輻射單元、阻抗匹配輸入微帶線、與金屬接地板實(shí)現(xiàn)UWB要求的通帶帶寬，利用帶有Sierpinski三角形分形結(jié)構(gòu)的圓形輻射單元提高阻帶衰減抑制，利用EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)帶阻特性。本發(fā)明專利技術(shù)涉及的天線阻帶在5.2GHz和6.8GHz附近，避免了與WLAN系統(tǒng)、RFID系統(tǒng)的相互干擾。

An ultra wideband band stop antenna based on EBG structure

An ultra wideband band stop antenna based on the EBG structure relates to a notched band UWB band stop antenna located in the WLAN and RFID frequency bands. The antenna comprises a dielectric substrate (105), radiation unit substrate (101), the input impedance matching microstrip line (102), cross type EBG electromagnetic bandgap structure (103), line type EBG electromagnetic bandgap structure (107), the metal ground floor under the substrate (104). The invention uses radiation unit, input impedance matching microstrip line, bandwidth and the metal ground plate to achieve UWB requirements of passband, improve the stopband attenuation by circular radiation suppression unit with Sierpinski triangle fractal structure, using EBG realize electromagnetic band gap structure bandstop characteristics. The antenna stop band of the invention is near 5.2GHz and 6.8GHz, and avoids interference with the WLAN system and the RFID system.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線
本專利技術(shù)涉及一種超寬帶帶阻天線，尤其是涉及一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，該天線可以抑制WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。
技術(shù)介紹
2002年2月，美國聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)批準(zhǔn)3.1-10.6GHz頻段用于商用通信，因此超寬帶得到廣泛的應(yīng)用。然而，由于超寬帶通信覆蓋的頻帶較寬，有些頻帶與其它無線系統(tǒng)共用頻帶資源，有可能和其它系統(tǒng)相互干擾，如Wimax系統(tǒng)(3.2-3.5GHz)、WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)，(5.725-5.825GHz)和RFID系統(tǒng)(6.8GHz)。如何解決同頻干擾成為超寬帶研究重要內(nèi)容，因此具有阻帶特性的超寬帶天線有很高的實(shí)用價(jià)值。近年來出現(xiàn)了很多超寬帶帶阻天線的設(shè)計(jì)思路，如輻射貼片上開槽、介質(zhì)板背面寄生金屬貼片、增加開環(huán)諧振腔、設(shè)計(jì)工作在不同頻帶的天線相互形成阻帶等。但這些方法都存在局限性，比如天線體積大，不利于系統(tǒng)集成；阻帶的中心頻率不易調(diào)節(jié)。本專利技術(shù)中，采用近年來受到廣泛關(guān)注的EBG結(jié)構(gòu)，形成帶阻特性。電磁帶隙(ElectromagneticBandGap，EBG)結(jié)構(gòu)本身具有禁帶特性和同相反射的優(yōu)越性能，應(yīng)用于天線領(lǐng)域，可以有效地改善天線的輻射方向圖，提高增益，減小旁瓣和后瓣等，應(yīng)用于陣列天線，可減少天線間的相互耦合作用。(ElectromagneticBandGap，EBG)結(jié)構(gòu)滿足了現(xiàn)代無線通信技術(shù)對(duì)高性能天線的要求，從而使得它在微波通信領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。由于EBG結(jié)構(gòu)具有帶禁特性，能抑制特定頻段內(nèi)的電磁波在傳輸線上的傳輸，從而形成阻帶；且易于和微帶線集成，不會(huì)占用額外的空間；并且，阻帶的中心頻率易于調(diào)節(jié)。因此，EBG結(jié)構(gòu)非常適合應(yīng)用于超寬帶帶阻天線的設(shè)計(jì)中，制作體積小，成本低的超寬帶阻帶天線。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，該天線可以抑制超寬帶系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)的相互干擾。本專利技術(shù)所采用的技術(shù)方案：本專利技術(shù)包括介質(zhì)基板(105)、形成于介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結(jié)構(gòu)(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)、十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)，形成于介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)；所述十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結(jié)構(gòu)(1032)構(gòu)成的正方形貼片結(jié)構(gòu)。所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)的單元晶格，其指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)和折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)的單元晶格對(duì)稱分布于阻抗匹配輸入微帶線(102)兩側(cè)；每側(cè)各有6個(gè)單元晶格。所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，輻射單元(101)為帶有菱形刻蝕分形結(jié)構(gòu)的圓形貼片。所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，介質(zhì)基板(105)采用GML1000材料。所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，所述阻帶的頻率在5.2GHz附近，避免了與WLAN系統(tǒng)(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。該專利技術(shù)天線相對(duì)于現(xiàn)有的天線具有以下的特性和優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、加工方便、成本低廉。米字交叉型EBG結(jié)構(gòu)的增加，不改變原天線通帶內(nèi)的良好的駐波比與方向圖；且具有阻帶帶寬窄的優(yōu)點(diǎn)。附圖說明圖1是本專利技術(shù)實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)正面示意圖。圖2是本專利技術(shù)實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)側(cè)面示意圖。圖3是本專利技術(shù)實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)背面示意圖。圖4是本專利技術(shù)實(shí)施實(shí)例1的十字交叉型EBG結(jié)構(gòu)單元晶格結(jié)構(gòu)示意圖。圖5是本專利技術(shù)實(shí)施實(shí)例1的折線型EBG結(jié)構(gòu)單元晶格結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，該濾波器可以避免與WLAN系統(tǒng)的相互干擾。下面結(jié)合附圖距離對(duì)專利技術(shù)做更詳細(xì)的描述：如圖1所示，本專利技術(shù)的一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、Sierpinski三角形分形結(jié)構(gòu)(106)、十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)，折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)，采用銅材料。本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)例如圖2所示，介質(zhì)基板(105)是介電常數(shù)為3.2的GML1000材料。該介質(zhì)基板的厚度為0.762mm。介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)采用銅材料。如圖1所示，L1、L2、L3、L4、L5、L6的長度分別為65mm、10mm、7.86mm、44.45mm、1mm、0.8mm；如圖2所示，L10的長度為0.762mm；如圖3所示，L2、L7、L8、L9的長度分別為10mm、4.95mm、44mm、0.8mm。十字交叉型EBG結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)：根據(jù)微帶傳輸相關(guān)理論可知，電容C由單元晶格的指狀線(1031)獲得，電感L由單元晶格的十字交叉結(jié)構(gòu)(1032)獲得；指狀線(1031)和十字交叉結(jié)構(gòu)(1032)組成了諧振結(jié)構(gòu)，決定了單元晶格的諧振頻率和帶寬。同時(shí)，EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)與阻抗匹配輸入微帶線(102)間具有耦合作用導(dǎo)致電容C增大，使得諧振頻率降低、帶寬變窄。為實(shí)現(xiàn)WLAN頻段內(nèi)的阻帶特性，設(shè)計(jì)微帶線兩側(cè)各有6個(gè)單元晶格，如圖4所示，單元晶格L11、L12、L13、L14、L15、L16的長度分別為0.885mm、2.4mm、0.15mm、0.15mm、0.1mm、4.32mm。本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，包括介質(zhì)基板(105)、形成于介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結(jié)構(gòu)(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)、十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)，形成于介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)；所述十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結(jié)構(gòu)(1032)構(gòu)成的正方形貼片結(jié)構(gòu)。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，包括介質(zhì)基板(105)、形成于介質(zhì)基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結(jié)構(gòu)(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、折線型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(107)、十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)，形成于介質(zhì)基板下的金屬接地板(104)；所述十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結(jié)構(gòu)(1032)構(gòu)成的正方形貼片結(jié)構(gòu)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超寬帶帶阻天線，其特征在于，十字交叉型EBG電磁帶隙結(jié)構(gòu)(103)的單元晶格，其指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于EBG結(jié)構(gòu)的超...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：郝術(shù)苗，孟祥余，高爽，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱黑石科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：黑龍江,23