[發明專利]帶三角形槽陷波超寬帶天線

有效

• 申請號: 201210036376.9
• 申請日: 2012-02-16
• 公開（公告）號: CN102570021A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 李偉文;陳杰良;蔡立紹;劉勇;游佰強;周建華;嚴新金;徐偉明
• 申請（專利權）人: 廈門大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q1/48
• 代理公司: 廈門南強之路專利事務所 35200
• 代理人: 馬應森

技術領域

本發明涉及一種超寬帶天線，尤其是涉及一種在梯形振子體上開槽并添加陷波單元的超寬帶天線。

背景技術

超寬帶(UWB)無線通信是一種短距離大容量無線通信方式，它實現了短距離內超帶寬、高速的數據傳輸。針對超寬帶通信應用，對天線設計也提出了新的技術要求，一般地，UWB天線應具有：超寬帶、穩定的輻射模式增益、一致的群時延、高輻射效率等特點，而低剖面小型化是當前超寬帶天線的發展方向。

美國聯邦通信委員會(FCC)指定3.1～10.6GHz頻段用于UWB通信。然而，其中的5.15GHz～5.85GHz頻帶與WLAN和HIPERLAN/2的重疊，這將嚴重影響UWB系統。所以具有陷波或稱帶阻功能的超寬帶天線成為當前研究熱點，以抑制可能產生干擾的頻段。但目前陷波天線的陷落頻帶往往過寬，或抑制頻帶的準確度不高。

超寬帶陷波功能實現有一下幾種方式：就振子體而言，通常實現超寬帶天線的陷波功能有兩種方法：一是通過開槽和開孔，二是通過增加天線的寄生單元。兩者都是通過改變天線輻射體上的電流分布來阻斷特定頻段的電磁波輻射。就饋電結構而言，是利用具有帶阻濾波特性的微帶線或共面波導，開槽或者開孔的方法通常是在天線結構中添加1/2波長諧振槽或1/4波長短截線，使之具有阻帶特性。另外一種通過添加寄生單元的方法抑制相關頻段的方法也有不少學者研究。如通過在橢圓形槽中添加一寄生微帶線，改變其位置、長度和寬度，實現了不同的阻帶特性，可以成功阻斷了可能干擾的頻段。Kim?J等人(Kim?J.Choes，Lee?J.W.S.2GHz?Notched?Ultra-wideband?Antenna?Using?Slot-type?SRR[J].Electronics?Letters，2006，42(6)：315-316)在2006年通過在背面添加圓環的形式成功抑制了在2GHz附近的頻帶，并且抑制能力達到了15dB以上。2007年Krittaya?Chawanonphithak(Krittaya?Chawanonphithak，C.Phongcharoenpanich.5.8GHz?Notched?UWB?Bidirectional?Elliptical?Ring?Antenna?Excited?by?Circular?Monopole?with?Curved?Slot[C].Microwave?Conference，2007.APMC?2007.Asia-Pacific，2007：1-4)結合開槽與添加寄生單元的方法，在圓盤印制單極子超寬天線上開一非封閉式的圓環，并在圓盤周圍加一個圓環作為寄生單元，5.63～5.88GHz頻段得到很好的抑制，并且抑制頻段精確，但是由于其圓環寄生單元過大，天線的尺寸不滿足小型化的要求。

發明內容

本發明的目的在于提供一種尺寸較小、帶寬較寬、回波損耗較低、增益與輻射效率較高、結構簡單、具有全向輻射特性與陷波功能的帶三角形槽陷波超寬帶天線。

本發明設有基板，在基板的正面上印制有帶三角形槽的倒置梯形振子體和微帶線，在基板的背面印制有三角形導體帶和三階階梯形接地面；所述倒置梯形振子體的上邊和基板的上邊緣齊平；三角形槽放置在倒置梯形振子體中，倒置梯形振子體的底邊接微帶線，微帶線延伸至基板的下邊沿；基板背面的下端為一個三階梯狀的接地面，接地面與倒置梯形振子體之間有間隙；基體背面的上端設有一個三角形導體帶，三角形的一個頂點位于基板背面上邊緣中點位置。

所述基板可采用雙面敷銅介質基板，所述雙面敷銅介質基板可采用型號為F4BK-2的雙面敷銅介質基板，基板的長度為30±0.1mm，寬度為30±0.1mm，厚度為1.5mm；敷銅介質基板的相對介電常數ε_r為2.65。

所述倒置梯形振子體居中設置在基板正面上；所述倒置梯形振子體的上邊長度可為30±0.1mm，底邊長度可為16±0.1mm，高度可為16±0.1mm；三角形槽的底邊長可為8±0.1mm，高可為8±0.1mm；微帶線長度可為14±0.1mm，寬度可為4±0.1mm。

所述三角形槽可為等腰三角形槽，所述等腰三角形槽正向居中放置在倒置梯形振子體中，所述等腰三角形槽的頂點位于基板正面的上邊緣的中點位置。