具有雙陷波特性的超寬帶天線制造技術

本實用新型專利技術公開了一種具有雙陷波特性的超寬帶天線，該超寬帶天線可用在軍事和民用通信終端設備上。該天線由介質基板、輻射貼片、微帶饋線、接地面組成，輻射貼片和微帶饋線相連與接地板分別印刷在介質基板的兩側。本實用新型專利技術超寬帶天線的工作帶寬可調，通帶匹配特性好，超寬帶天線陷波的中心頻率和陷波帶寬可控。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術屬于天線領域，尤其涉及一種具有雙陷波特性的超寬帶天線。
技術介紹
自從2002年I月14日，美國聯邦通信委員會(FFC)將3. 1-10. 6GHz頻段劃歸為民用的免許可證的超寬帶(UWB)頻段后，超寬帶短距離通信技術便成為無線通信領域激烈競爭的焦點，作為其重要組成部分的超寬 帶天線近年來也成為科技人員研究的熱門課題。然而在超寬帶系統指定的頻段內已經存在著一些窄帶系統，這些系統的信號會對超寬帶通信產生干擾。為了抑制超寬帶系統與窄帶系統之間的干擾，通常需要在超寬帶系統內引入帶阻濾波器濾除窄頻帶，但是這勢必增加系統的復雜度和成本。另外一種簡單有效的方法，就是在超寬帶天線中嵌入陷波結構，對于微帶饋線的超寬帶天線來說，濾波特性的實現一般有三種方案一是開槽技術；二是寄生耦合；三是分形技術。其中最常用的方法就是在開槽技術，如專利號為CN201904436U，為《帶有陷波特性的超寬帶天線》的中國專利，該專利在輻射貼片上開了兩個倒U形槽來實現陷波特性，但是按照反射能量損耗小于10%的標準，既駐波比VSWR < 2，其頻帶只有在6-7. 5GHz和9. 5-11. 5GHz是符合標準的，有效帶寬不是很大。
技術實現思路
針對現有技術的不足，本技術超寬帶天線采用圓形輻射貼片，通過在輻射貼片和饋線上刻槽來實現雙陷波功能，另外在接地面上開矩形槽達到優化阻抗帶寬的目的，通過調節矩形槽的尺寸，可以調節微帶線的特征阻抗，從而達到展寬頻帶的目的。本技術采用如下技術方案本技術超寬帶天線包括介質基板、輻射貼片、微帶饋線、接地面；所述的介質基板正面印刷有輻射單元和微帶饋線，所述的微帶饋線與輻射貼片相連，并在微帶饋線上開有U形槽、輻射貼片上開有C形槽，所述的介質基板背面印刷有接地面，并開有矩形槽；所述的輻射貼片為圓形結構，輻射貼片位于介質基板的上方；所述的C形槽以同心圓的形式開在輻射貼片內；所述的U形槽開在微帶饋線內；所述的矩形槽開在接地面上，并且在微帶饋線的正下方。本技術與現有技術相比，具有以下顯著優點I、通帶帶寬可調本技術采用圓形貼片，便于設計和調節，通過改變圓的半徑，可以調節超寬帶天線的工作帶寬。2、陷波中心頻率和陷波帶寬可調通過調整C形槽和U形槽的總長，可以改變天線陷波的中心頻率；通過調整C形槽和U形槽的寬度，可以改變天線陷波的帶寬。因此本技術天線具有陷波頻率可控，陷波帶寬可調的優點。3、通帶匹配特性好本技術通過在接地面上開矩形槽可以增加阻抗帶寬，改善頻段內的阻抗匹配。附圖說明圖I是本技術超寬帶天線的正面圖圖2是本技術超寬帶天線的背面圖。圖3是本技術超寬帶天線的回波損耗曲線圖。圖4是本技術超寬帶天線的駐波比曲線圖。圖5是本技術超寬帶天線的輸入阻抗實部曲線圖。圖6是本技術超寬帶天線的輸入阻抗虛部曲線圖。圖7是本技術超寬帶天線在3GHz的輻射方向圖。圖8是本技術超寬帶天線在6GHz的輻射方向圖。圖9是本技術超寬帶天線在9GHz的輻射方向圖。具體實施方式下面結合實施例及附圖，對本技術作進一步的詳細說明。如圖I和圖2所示，一個優選的實施例是在3. 5GHz和5. 5GHz陷波，使超寬帶天線濾除WiMAX信號(3. 3GHz-3. 7GHz)和WLAN信號(5. 15GHz-5. 825GHz)的干擾。該超寬帶天線由介質基板I、輻射貼片2、微帶饋線3、接地面6、和C形槽4、U形槽5、矩形槽7組成。本技術也可以通過改變槽的尺寸和位置來濾除其他頻段的信號。具體實施如下輻射貼片2位于介質基板I的上方，微帶饋線3位于介質基板I的下方輻射貼片2和微帶饋線3位于介質基板I的的正中央，呈軸對稱結構，接地面6位于介質基板I另一側的下方，C形槽4以同心圓的形式開在輻射貼片內，U形槽5開在微帶饋線內，由三部分組成，U形槽的底被介質基板的中軸線垂直平分，U形槽的兩臂對稱分布在介質基板中軸線的兩側。矩形槽7開在接地面6上位于微帶饋線的正下方。參見圖I、圖2，標號I是介質基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介電常數是4. 4，其長寬高的尺寸是30mmX30mmX I. 6mm ;標號2是圓形輻射貼片，其半徑是6. 5mm ;標號3是微帶饋線，其長寬尺寸為15mmX 3mm ;標號6是接地面，其長寬尺寸為30mmX 13mm ;標號4是開在福射貼片上的C形槽，其寬度為1mm，具體實施方式是半徑為5_和半徑為4_的同心圓相減；標號5是開在微帶饋線上的倒U形槽，U形槽的寬為O. 5mm, U形槽的兩臂長7. 5mm,距微帶饋線的左右邊緣的距離為O. 5mm, U形槽的底長為2mm,距介質基板的底部的距離為14mm。標號7是開在接地面的矩形槽，其長寬尺寸為3mmX 3mm，矩形槽位于微帶饋線的正下方與接地面的上邊緣相切。圖3是本實施例的回波損耗曲線圖，從圖3中可以看出此天線在3. 29GHz-3. 94GHz和4. 8IGHz-6. 21GHz頻段回波損耗大于-10dB，圖5是本實施例的駐波比曲線圖，從圖4中可以看出此天線在陷波頻段駐波比大于2，圖5是本實施例的輸入阻抗實部曲線圖，從圖5中可以看出此天線在陷波頻段輸入阻抗實部超過100歐姆，其余頻段在50歐姆上下波動，波動范圍不超過±20歐姆，圖6是本實施例的輸入阻抗虛部曲線圖，從圖6中可以看出此天線在陷波頻段輸入阻抗虛部的絕對值超過50歐姆，其余頻段在O歐姆上下波動，波動范圍不超過±20歐姆，從以上圖例綜合分析，本實施例陷波頻段覆蓋3. 29GHz-3. 94GHz和4. 8IGHz-6. 21GHz，從而可以抑制WiMAX和WLAN對UWB系統的干擾。如圖7、8、9所示分別是本實施例在3GHZ、6GHz、9GHz時該天線的方向圖，從圖中可以看出本實施例在整個頻段內具有很好的全向性，滿足設計要求。上述 實例為本技術較佳的實施方式，另外在本實施例的基礎上，改變輻射貼片、微帶饋線、和接地面的大小；改變U、C形槽和矩形槽的尺寸，都應包含在本技術的保護范圍內。權利要求1.一種具有雙陷波特性的超寬帶天線，其組成包括介質基板、輻射貼片、微帶饋線、接地面，其特征是所述的介質基板正面印刷有福射單元和微帶饋線，所述的微帶饋線與福射貼片相連，并在微帶饋線上開有U形槽、輻射貼片上開有C形槽，所述的介質基板背面印刷有接地面，并開有矩形槽。2.根據權利要求I所述的雙陷波特性的超寬帶天線，其特征包括所述的輻射貼片為圓形結構，輻射貼片位于介質基板的上方。3.根據權利要求I所述的雙陷波特性的超寬帶天線，其特征包括所述的C形槽以同心圓的形式開在輻射貼片內。4.根據權利要求I所述的雙陷波特性的超寬帶天線，其特征包括所述的U形槽開在微帶饋線內。5.根據權利要求I所述的雙陷波特性的超寬帶天線，其特征包括所述的矩形槽開在接地面上，并且在微帶饋線的正下方。專利摘要本技術公開了一種具有雙陷波特性的超寬帶天線，該超寬帶天線可用在軍事和民用通信終端設備上。該天線由介質基板、輻射貼片、微帶饋線、接地面組成，輻射貼片和微帶饋線相連與接地板分別印刷在介質基板的兩側。本技術超寬帶天線的工作帶寬可調，通帶匹配特性好，超寬帶天線陷波的中心頻率和陷波帶寬可控。文檔編本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：鄭宏興，李強，李智峰，
申請(專利權)人：天津職業技術師范大學，
類型：實用新型
國別省市：