[實用新型]一種新型的超寬帶單極子天線

有效

• 申請號: 201320759694.8
• 申請日: 2013-11-27
• 公開（公告）號: CN203690502U
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 劉雷;張道亮;蘇暢
• 申請（專利權）人: 哈爾濱飛羽科技有限公司
• 主分類號: H01Q9/30
• 分類號: H01Q9/30;H01Q1/48;H01Q1/52
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種新型的超寬帶單極子天線，在天線饋線兩側加入諧振結構以實現雙阻帶功能，天線輻射單元為矩形貼片結構，并對地板進行了部分裁剪。該天線實現了從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性（VSWR<2），且分別于5.3～5.9GHz、8.1～8.8GHz兩個窄帶頻段形成阻帶，有效降低了與該兩頻段間的干擾。

背景技術

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。無線電空間傳播的“公開性”是無線電通信的固有不足，而超寬帶無線電通信的帶寬可達1GHz乃至更高，且其所需平均功率極小，信號被“淹沒”于環境噪聲和其他信號中，不會被輕易檢測到。②較強的多徑辨識能力和較高的信息傳輸速率。超寬帶無線通信系統發射的是持續時間極短的脈沖，占空比極低，多徑信號在時間上可分離。這種時間上的不重疊很容易分離出多徑分量以充分利用發射信號的能量，提高超寬帶通信系統解調信號的信噪比，降低因多徑干擾造成的符號間干擾。借助抗多徑干擾性能，超寬帶無線通信系統可以實現高速率數據傳輸。③系統容量大。超寬帶無線通信系統發送占空比極低的沖擊脈沖，采用跳時地址碼調制，便于組成類似于DS-CDMA系統的移動網絡。由于超寬帶無線通信系統具有很高的處理增益和較強的多徑辨識能力，因此其用戶量大大高于3G系統。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（VSWR<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帶阻功能。基于以上兩點考慮，出現了傳統的具有阻帶特性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，以達到形成所需阻帶的目的。本實用新型采用了濾波模塊與天線饋線相結合的新方法，既回避了通過改造輻射結構實現帶阻的復雜性，又達到了良好的濾波性能，具有較高的實用價值。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種新型的超寬帶單極子天線。如圖1所示，本實用新型提出的超寬帶天線由五部分構成，分別是貼片天線1（包含輻射單元與饋線）、介質基板2、5.75GHz階躍諧振器3、8.4GHz階躍諧振器4和接地板5。需要特別說明的是，接地板經過裁剪后，主要位于天線饋線一側，而輻射單元一側不加地板。整個超寬帶單極子天線的構造及尺寸如圖2所示，兩個諧振器的外形及尺寸如圖3所示。

本實用新型采用的技術方案：

一種新型的超寬帶單極子天線，其特征在于，具有3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性（VSWR<2）和5.3～5.9GHz、8.1～8.8GHz兩個頻段的帶阻特性，貼片天線1由長L₄、寬L₁₀的矩形輻射單元和長L₅、寬L₆的天線饋線構成，位于介質基板2的上表面，貼片天線1的軸線與介質基板2的軸線重合。

所述一種新型超寬帶單極子天線，其特征在于，介質基板2的長、寬、高分別為L₁、L₂、L₃，其相對介電常數為2.3。

所述一種新型超寬帶單極子天線，其特征在于，濾波結構由5.75GHz階躍諧振器3和8.4GHz階躍諧振器4兩部分組成，分別位于貼片天線1的矩形饋線的兩側，兩諧振器外形呈折疊式，結構完全一致，尺寸成線性比例，底邊均與饋線長邊平行，且距饋線0.1mm。

所述一種新型超寬帶單極子天線，其特征在于，兩個階躍諧振器的結構由參數l₁、l₂、l₃、l₄決定，調整該四個參數的大小將影響諧振頻點（即阻帶頻段）的大小。

所述一種新型超寬帶單極子天線，其特征在于，接地板5位于介質基板2的下表面，長、寬分別為L₂和L₁₁，接地板5位于貼片天線1的饋線一側，其在輻射單元（即矩形貼片）一側的部分被裁減掉。

所述一種新型超寬帶單極子天線，其特征在于，接地板5的一側被裁去長L₈、寬|L₁₁-L₇|的矩形區域，該矩形區域的對稱軸與接地板5的對稱軸重合。