[發(fā)明專利]小型雙頻帶超寬帶天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610018035.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開（公告）號(hào): CN105576364A
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊凌升;房建平;徐宏嶺
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/25
• 代理公司: 南京縱橫知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種小型雙頻帶超寬帶天線，屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展使現(xiàn)有的頻譜資源日益緊張，對(duì)無線通信的系統(tǒng)容量及傳輸速率提出了越來越高的要求。超寬帶技術(shù)由于其低功耗，高數(shù)據(jù)傳輸率，高分辨率，低成本，抗干擾能力強(qiáng)，保密性好和能與其他窄帶通信系統(tǒng)共存等一系列優(yōu)點(diǎn)而受到人們的重點(diǎn)關(guān)注。相比于傳統(tǒng)天線，超寬帶天線設(shè)計(jì)面臨更多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的寬帶天線不能無失真的傳輸U(kuò)WB信號(hào)。

目前常見的UWB天線如螺旋天線、對(duì)數(shù)周期天線、TEM喇叭天線、Vivaldi天線等存在體積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、難以實(shí)現(xiàn)和小型化系統(tǒng)集成等問題。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種小型雙頻帶超寬帶天線，解決體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，阻抗帶寬很寬的需求問題，滿足現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡(luò)的高性能通信。

為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案：

一種小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，包括基板、輻射貼片和饋電傳輸線；所述輻射貼片設(shè)置在基板的正面，采用一個(gè)矩形框中帶有一個(gè)倒T的形狀；所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線之間通過平滑的曲線結(jié)構(gòu)連接；所述平滑的曲線結(jié)構(gòu)的弧線對(duì)應(yīng)的圓心角為90度；所述基板背面部分覆蓋有銅片，基板背面上設(shè)置有倒T型開口槽；所述開口槽的周邊覆蓋有輻射貼片。

前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板采用FR4基板。

前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板的尺寸為18mm×12mm×1.6mm。

前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述平滑的曲線結(jié)構(gòu)的弧線對(duì)應(yīng)的圓半徑為2mm。

前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述倒T型開口槽設(shè)置在基板背面的中央部分。

本發(fā)明所達(dá)到的有益效果：1.本天線單元的尺寸很小，只有18mm×12mm×1.6mm，體積小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，且天線增益高；2.天線的工作頻帶在2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-11.7GHz，其高頻部分的帶寬比其他天線寬，整體輻射效率好，天線模擬仿真的效率可以高達(dá)78.6％；3.用途比較寬泛，可以滿足WLAN(2.45GHz),WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應(yīng)用的需求。

附圖說明

圖1(a)(b)分別是本裝置的正面和背面的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本裝置仿真和實(shí)測(cè)的回波損耗示意圖；

圖3是本裝置仿真的增益曲線示意圖；

圖4是本裝置中T型結(jié)構(gòu)的影響示意圖；

圖5(a)(b)分別是本裝置在2.45GHz頻點(diǎn)時(shí)實(shí)測(cè)和仿真的xoz和yoz面方向示意圖；

圖6(a)(b)分別是本裝置在5GHz頻點(diǎn)時(shí)實(shí)測(cè)和仿真的xoz和yoz面方向示意圖。

附圖標(biāo)記的含義：

1-基板、2-輻射貼片，3-饋電傳輸線，4-開口槽，5-平滑的曲線結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1所示，給出了本實(shí)施例中天線的具體尺寸，圖中尺寸的單位均為mm。整個(gè)天線平鋪在18mm×12mm×1.6mm的FR4基板上，F(xiàn)R4材料的損耗切角為tanδ＝0.02，介電常數(shù)ε_r＝4.4。天線的正面為一個(gè)矩形中間包含一個(gè)T型結(jié)構(gòu)，背面為殘缺地(即不是整個(gè)基板背面都是金屬地，基板背面不是全部敷銅作為地板，只有部分被銅片覆蓋)，殘缺地上設(shè)置有一T型開口槽，該T型開口槽可以對(duì)整個(gè)天線進(jìn)行電容匹配。從對(duì)稱性考慮，T型開口槽具體位置在中央部分，否則天線的方向圖會(huì)不對(duì)稱，背面開口槽周圍的輻射貼片是地板。

在本裝置中平滑的曲線結(jié)構(gòu)有益于超寬帶的獲得，是一種超寬帶結(jié)構(gòu)，通過改變對(duì)應(yīng)的圓半徑，天線的阻抗匹配也會(huì)隨之變化。在本實(shí)施例中，采用2mm的半徑。

如圖2，實(shí)線為設(shè)計(jì)天線的仿真回波損耗曲線，-10dB的頻帶范圍是2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-11.7GHz。圖中虛線為制作天線實(shí)物的實(shí)際測(cè)量結(jié)果，-10dB頻帶范圍是2.42GHz-2.63GHz和3.84GHz-10.1GHz，都能滿足WLAN協(xié)議，WiMAX協(xié)議和UWB的部分頻帶要求(WLAN(2.45GHz),WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應(yīng)用的需求)。