[發明專利]小型化超寬帶縫隙天線

無效

• 申請號: 200910244490.9
• 申請日: 2009-12-31
• 公開（公告）號: CN101719592A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 劉元安;蘇明;黎淑蘭;崔冬暖;于翠屏;李琳瑤;樓建全;吳永樂
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01Q13/00
• 分類號: H01Q13/00;H01Q13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及用于無線通信技術領域的天線

背景技術

超寬帶(Ultra?wideband，簡稱UWB)脈沖無線電傳輸技術是國際上最近正在蓬勃興起的一種無線通信的革命性傳輸技術。近年來，超寬帶天線在民用領域發展非常迅猛。特別是目前電子器件的發展向著小型化的方向發展，使得小型化的超寬帶天線在移動設備和手持設備中應用越來越廣泛。使其成為現在國際和國內研究的熱門課題之一，正越來越受到通信學術界和產業界的重視。

對現有技術進行檢索發現，專利申請號：200610117571.9，專利名稱為：小型超寬帶天線，專利公開號：CN1972014。該超寬帶天線能夠利用單個微帶貼片實現IEEE?802.15.3a標準提出的3.1～10.6GHz頻段要求，同時體積較小。不過該天線使用頻率特性來確定阻抗分布，天線結構非常不規則，不利于實際生產加工。

對文獻的檢索中還發現近年來提出了多種超寬帶天線結構。Yazdandoost，K.Y.等人在天線及傳播國際會議上提出的采用變形的印刷偶極子天線設計的UWB天線，其結構類似蝴蝶結形，回波損耗的測量值在3.1～10.6GHz范圍內均小于-10dB。Li，R.等人在FR4介質板上采用橢圓型縫隙，使用叉形微帶線進行饋電，可以明顯地改善天線的帶寬。Seong-Youp?Suh等人研究了一種倒錐形平板天線(PICA)，這種天線的輻射方向圖和盤錐天線的輻射方向圖相似，但是它卻具有相對較小的尺寸，天線的阻抗帶寬可以達到10∶1，而且，通過在輻射平面上加載兩個孔之后，可以改善天線的輻射性能。

發明內容

本發明的目的是提供一種適用于無線通信的超寬帶平面天線。該裝置在實現天線的超寬帶的同時，還具有以下特點：尺寸小，造價低，結構簡單，易于與其他設備集成。

本發明通過以下技術方案實現：一種小型化超寬帶縫隙天線，包括有：輸入端口，一塊漸變金屬貼片，一塊與金屬貼片平行的金屬接地板，介質板，矩形縫隙。

所述的輸入端口即為微帶饋電單元，在介質板正面為一塊小矩形金屬貼片，其特征阻抗為50Ω，背面為金屬接地板，可焊接SMA接頭，信號由此饋入天線。

所述的漸變金屬貼片即為匹配枝節，其結構為階梯狀，以提高天線的工作帶寬。

所述的矩形縫隙即為耦合單元，在介質板正面的匹配枝節將信號通過介質板耦合入矩形縫隙。

所述的金屬接地板即為輻射單元，將耦合單元的信號輻射出去。

所述的介質板為適用于射頻微波頻段，具有適當介電常數的材料。

本發明是一種結構新穎、簡單、實用的小型化超寬帶縫隙天線，可同時提供優良的帶寬和輻射效率，該天線可以用于滿足IEEE?802.15.3a標準的無線通信設備中。其主要特點是：采用單層金屬貼片作為天線，結構簡單；而且，幾何尺寸小、重量輕，易于集成在各種器件中；饋電系統也非常簡單，只有單個饋電。因此本發明與其他結構復雜的天線相比較，制造成本低廉，具有較好的推廣應用前景。

附圖說明

圖1是本發明小型化超寬帶縫隙天線的三維結構示意圖

圖2是本發明小型化超寬帶縫隙天線的正面結構示意圖

圖3是本發明小型化超寬帶縫隙天線的反面結構示意圖

圖4是本發明小型化超寬帶縫隙天線仿真的頻率特性圖

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施例作詳細說明：本實施例在以發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體操作過程，但本發明的保護范圍不限于下述的實施例。

如圖1所示，本實施例包括：輸入端口1，一塊漸變金屬貼片2，一塊與金屬貼片平行的金屬接地板4，介質板5，矩形縫隙3。整個天線呈現長方體結構。中間為介質板5，輸入端口1，金屬貼片2位于介質板3的正面，金屬接地板4及矩形縫隙3位于介質板的反面。

所述的輸入端口1位于介質板5正面，為一段長方形金屬貼片，其長邊尺寸需要滿足在當前介質板材料下，使輸入端口特性阻抗表現為50Ω。

所述的金屬貼片2位于介質板5的正面，一端與輸入端口1相連，連線至天線中部后有一個90°的轉折，另一端為一段階梯結構，經過尺寸優化的階梯結構漸變形式可以有效的擴大天線的帶寬，而不增加天線的制造難度。

所述的金屬接地板4位于介質板5的反面，矩形結構的金屬貼片鋪滿整個介質板5的反面，除了在位于天線中部，腐蝕掉金屬形成一個矩形的縫隙3，該矩形縫隙3用于耦合從介質板5另一側金屬貼片2輻射的信號。

所述的介質板5為適用于射頻微波頻段，具有適當介電常數的材料。