一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線制造技術

本發明專利技術涉及一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，它包括介質基板(1)、貼片天線(2)(包含五變形輻射單元與饋線)、在耦合貼片上形成陷波的矩形刻槽(3)和(5)和耦合貼片(4)和(6)五部分，其特點是，在耦合貼片上刻出兩個對稱分布的矩形的槽以實現雙陷波功能，天線輻射單元采用五邊形貼片結構。該天線實現了從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數小于2)，且具有兩個窄帶頻段進行陷波，有效降低了與該兩頻段間的干擾。

A novel ultra wideband notch antenna based on a rectangular slot on a coupled patch

The invention relates to a novel notch antenna in rectangular slot coupled patch on the UWB based, it includes a dielectric substrate (1), patch antenna (2) (including five radiation unit and the deformation and groove feeder) form a rectangular notch in the coupled patch (3) and (5) and coupled patch (4) and (6) the five part, which is characterized in the coupled patch carved on two symmetrical rectangular groove to achieve the double notch function, the antenna radiation unit adopts pentagonal patch structure. The antenna achieves ultra wideband transmission characteristics from 3.1GHz to 10.6GHz (VSWR is less than 2), and has two narrow-band bands for notch wave, which effectively reduces interference with the two band.

【技術實現步驟摘要】
一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線
本專利技術涉及一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，在耦合貼片天線(4)(6)上刻兩個呈對稱分布的矩形槽實現雙陷波功能，天線輻射單元采用五邊形貼片結構。該天線實現了從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數小于2)，且分別于5.6～6.4GHz、8.8～9.4GHz兩個窄帶頻段進行陷波，有效降低了與該兩頻段間的干擾。超寬帶通信技術廣泛應用在雷達、定位、電子對抗以及保密通信等領域，長期以來被各國視為尖端軍事技術而嚴密防護，直到近年來才逐漸趨于民用。超寬帶通信技術系統的優點可總括如下：①高隱蔽性。②較強的多徑辨識能力和較高的信息傳輸速率。③系統容量大。④穿透能力強，易于實現定位與通信的一體化。⑤功耗低。超寬帶天線是超寬帶無線通信系統的關鍵組成部分之一，其設計需考慮兩方面內容：①實現從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數小于2)；②考慮到與其他窄帶通信系統的互擾問題，天線進行寬頻帶通信的同時要具備某些窄帶頻段的陷波功能。基于以上兩點考慮，出現了傳統的具有陷波功能超寬帶天線的設計方法，即通過等效電路分析，在天線輻射單元上加開某些具有特定功能的槽孔(如L型槽、U型槽)等，以達到所需陷波目的。
技術介紹
超寬帶技術的最初形式為脈沖無線通信，起源于20世紀40年代，低偵側率等通信設備中使用。近年來，隨著微電子器件的技術和工藝的提高，UWB技術開始應用于民用領域。超寬帶通信是一種不用載波，而通過對具有很陡上升和下降時間的脈沖進行調制(通常，脈沖寬度在0.20-1.5ns之間)的一種通信，也稱為脈沖無線電(ImpulseRadio).時域(TimeDomain)或無載波(CarrierFree)通信。它具有GHz量級的帶寬，并因其發射能量相當小，因此可能在不占用現在已經擁擠不堪頻率資源的情況下帶來一種全新的語音及數據通信方式。自從3.1GHz到10.6GHz的頻帶被美國聯邦政府開放商用之后，超寬帶天線就受到了極大的關注。因為極快的數據處理速度以及對消除部分多徑效應干擾，超寬帶天線被認為是未來嗲通信系統的出路之一。因為超寬帶天線的內部設計帶有沖突的成分包括阻抗不能完美的匹配，以及輻射的穩定性超寬帶天線的尺寸等等，所以超寬帶天線在發展的過程中也受到了一定的限制。共面波導饋電天線具有很多優點比如說很寬的帶寬，制備價格低易于和電臺頻率兼容在之前為了提高貼片天線的帶寬由很多的方案，比如說使用一個相對較厚的介質板，使用低傳導恒定的并聯共振器，在主貼片上堆疊多個寄生的貼片，或者在靠近主貼片的地方放置多個貼片，U型的刻槽，L型探針，有損耗的介質等等。印刷天線的輻射貼片有很多種形式三角形，長方形，橢圓形，圓形正方形，還有很多。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，具有雙陷波功能。如圖1所示，本專利技術提出的超寬帶天線由六部分構成，分別為介質板1、貼片天線2(包括輻射單元與饋線)、耦合貼片天線3和5、矩形刻槽4和6。整個超寬帶天線的構造及尺寸如圖2所示。本專利技術采用的技術方案：一種專利技術的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(2)由五邊形的輻射單元和兩個矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標軸的邊長分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長和寬分別為9mm和3mm,位于介質基板(1)的上表面，貼片天線(2)的軸線與介質基板(1)的軸線重合，整個天線結構關于介質板呈左右對稱。根據權利要求1所述一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，介質基板(1)的長、寬、高分別為40mm、60mm、1.6mm，材料是FR4，相對介電常數為4.4。根據權利要求1所述一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，陷波結構由耦合貼片天線上的矩形刻槽(4)(6)形成，在左右對稱的每個貼片天線上都有一個矩形刻槽，其矩形槽也關于介質板呈左右對稱，改變矩形刻槽的大小會影響陷波的頻率。根據權利要求1所述的一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線在貼片天線兩邊有兩個耦合貼片天線(3)和(5)，兩個耦合天線結構完全一樣，關于貼片天線(2)對稱分布，由平行于坐標軸的邊長為9mm、5.7mm、6mm的五邊形構成。改變五邊形的邊長會改變天線的帶寬。后文將結合附圖及具體實施方式對
技術實現思路
進行詳細論述。附圖說明圖1是本專利技術所述新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線的結構示意圖；圖2是本專利技術所述新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線的尺寸說明圖；符號說明：1是介質基板，2是貼片天線(包含輻射單元與饋線)，3和5是耦合貼片天線增加天線的帶寬，4和6是矩形刻槽。具體實施方式由于所述超寬帶天線工作于微波頻段，這里將借助微波傳輸線理論來分析其輻射原理。假設貼片天線三角形輻射單元的半徑為半波長λ/2，介質基板的厚度為L3。這樣，可以將三角形輻射單元、介質基板和接地板看作長為λ/2的低阻抗微帶傳輸線，并在輻射單元邊緣部位形成開路。又因為介質基板厚度遠小于波長λ，因而電場沿貼片平面法線方向的分量基本無變化。在只考慮主模激勵的情況下，電磁波輻射基本可以認為是由輻射單元開路部位的邊緣引起的。可以將開路端的電場分解為沿貼片平面的水平分量和平行于平面法線的垂直分量，其中垂直分量因相位相反而相互抵消，故電場的水平分量使輻射單元開路端被等效為無限大平面上同相激勵的縫隙。這樣，輻射單元的對外輻射就等效成了縫隙的輻射。如圖2所示，L、L1、L2、L3、L4、L5、L6、W、M、g分別為14mm、6mm、3mm、0.3mm、4.5mm、4.5mm、5.7mm、3mm、0.6mm、0.6mm。基底面完全鍍銅。形成陷波的矩形刻槽由下面的參的要求進行設置形成陷波的矩形刻槽在外形不變的情況下，按比例線性增加長和寬的值，將使得諧振點向低頻移動。但是矩形的尺寸過大會影響整個天線的性能。可見，如果要實現超寬帶天線的低頻陷波，可以適當增加刻槽的大小。基于IEEE802.11標準的WLAN允許在局域網絡環境中使用ISM中的2.4GHZ和5.8GHZ頻段，為避免超寬帶通信系統與無線局域網通信的相互干擾，所述新型超寬帶貼片天線頻段的陷波功能防止了與相應窄帶系統間的干擾，這是本專利技術除超寬帶傳輸特性之外的另一重要應用意義。當然亦可根據實際需求來恰當設置階躍諧振器尺寸，以達到對不同窄帶頻段的陷波效果。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(2)由五邊形的輻射單元和兩個矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標軸的邊長分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長和寬分別為9mm和3mm,位于介質基板(1)的上表面，貼片天線(2)的軸線與介質基板(1)的軸線重合，整個天線結構關于介質板呈左右對稱。

【技術特征摘要】
1.一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(2)由五邊形的輻射單元和兩個矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標軸的邊長分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長和寬分別為9mm和3mm,位于介質基板(1)的上表面，貼片天線(2)的軸線與介質基板(1)的軸線重合，整個天線結構關于介質板呈左右對稱。2.根據權利要求1所述一種新型的基于在耦合貼片上的矩形槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，介質基板(1)的長、寬、高分別為40mm、60mm、1.6mm，材...

【專利技術屬性】
技術研發人員：焦天奇，郝術苗，孟祥余，
申請(專利權)人：哈爾濱飛羽科技有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23