[實用新型]小型雙頻帶超寬帶天線

有效

• 申請號: 201620025900.6
• 申請日: 2016-01-12
• 公開（公告）號: CN205355250U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 楊凌升;房建平;徐宏嶺
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/25
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本實用新型涉及一種小型雙頻帶超寬帶天線，屬于無線通信技術領域。

背景技術

無線通信技術的迅猛發展使現有的頻譜資源日益緊張，對無線通信的系統容量及傳輸速率提出了越來越高的要求。超寬帶技術由于其低功耗，高數據傳輸率，高分辨率，低成本，抗干擾能力強，保密性好和能與其他窄帶通信系統共存等一系列優點而受到人們的重點關注。相比于傳統天線，超寬帶天線設計面臨更多的挑戰，傳統的寬帶天線不能無失真的傳輸UWB信號。

目前常見的UWB天線如螺旋天線、對數周期天線、TEM喇叭天線、Vivaldi天線等存在體積大、結構復雜、難以實現和小型化系統集成等問題。

實用新型內容

為解決現有技術的不足，本實用新型的目的在于提供一種小型雙頻帶超寬帶天線，解決體積小，結構簡單，成本低，阻抗帶寬很寬的需求問題，滿足現有無線通信網絡的高性能通信。

為了實現上述目標，本實用新型采用如下的技術方案：

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；所述輻射貼片設置在基板的正面，采用一個矩形框中帶有一個倒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構連接；所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓心角為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×1.6m。

前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓半徑為2mm。

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

本實用新型所達到的有益效果：1.本天線單元的尺寸很小，只有18mm×12mm×1.6mm，體積小，結構簡單，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構示意圖；

圖2是本裝置仿真和實測的回波損耗示意圖；

圖3是本裝置仿真的增益曲線示意圖；

圖4是本裝置中T型結構的影響示意圖；

圖5(a)(b)分別是本裝置在2.45GHz頻點時實測和仿真的xoz和yoz面方向示意圖；

圖6(a)(b)分別是本裝置在5GHz頻點時實測和仿真的xoz和yoz面方向示意圖。

附圖標記的含義：

1-基板、2-輻射貼片，3-饋電傳輸線，4-開口槽，5-平滑的曲線結構。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本實用新型的技術方案，而不能以此來限制本實用新型的保護范圍。

如圖1所示，給出了本實施例中天線的具體尺寸，圖中尺寸的單位均為mm。整個天線平鋪在18mm×12mm×1.6mm的FR4基板上，FR4材料的損耗切角為tanδ＝0.02，介電常數ε_r＝4.4。天線的正面為一個矩形中間包含一個T型結構，背面為殘缺地(即不是整個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)，殘缺地上設置有一T型開口槽，該T型開口槽可以對整個天線進行電容匹配。從對稱性考慮，T型開口槽具體位置在中央部分，否則天線的方向圖會不對稱，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構有益于超寬帶的獲得，是一種超寬帶結構，通過改變對應的圓半徑，天線的阻抗匹配也會隨之變化。在本實施例中，采用2mm的半徑。

如圖2，實線為設計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物的實際測量結果，-10dB頻帶范圍是2.42GHz-2.63GHz和3.84GHz-10.1GHz，都能滿足WLAN協議，WiMAX協議和UWB的部分頻帶要求(WLAN(2.45GHz),WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應用的需求)。