[實用新型]箭形共面波導超寬帶天線

有效

• 申請號: 201720118270.1
• 申請日: 2017-02-09
• 公開（公告）號: CN206712026U
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 趙慶平;何君琦;于力剛
• 申請（專利權）人: 淮北師范大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/38
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本實用新型涉及天線領域，具體是一種箭形共面波導超寬帶天線。

背景技術

隨著無線通信需求的不斷增加，超寬帶(UWB)無線通信技術以其低功耗、大帶寬、低復雜度等優點而備受關注。2002 年美國聯邦通信委員會(FCC)批準將3.1~10.6 GHz頻段作為超寬帶技術應用，由于超寬帶技術對多徑干擾具有較好的抑制作用，為無線通信提供了廣泛的解決方案。

隨著社會的發展，人們對超寬帶特性的要求也越來越高，超寬帶通信系統不僅要求天線具有較小的體積、較大的帶寬、較好的輻射效率和全向覆蓋特性，還要具有較好的脈沖信號保真度。

目前，雖然許多超寬帶天線具有較好阻抗帶寬等性能，但由于其體積較大，很難集成進入射頻電路系統中，為此研究小型化超寬帶天線成為一種趨勢。

微帶天線具有體積小、質量輕、易共面以及易和微波電路集成等優點，在無線通信領域得到了廣泛的應用。近年來，相比微帶天線具有更寬帶寬、更低損耗和更高輻射效率等優點的共面波導饋電天線，在射頻領域備受青睞。由于傳統超寬帶天線不能完全覆蓋用于商業目的的超寬帶頻段(3.1~10.6 GHz)，因此，共面波導饋電超寬帶天線變得越來越流行。

近年已經設計出幾款共面波導饋電單極子天線，單極子結構有圓形、矩形以及郁金香形，這些天線獲得了良好的超寬帶性能，但是這些天線尺寸較大。

為了獲得超寬帶特性，其饋電方式采用微帶線或共面波導饋電，傳統的共面波導是在介質基板的一面上制作出中心導體帶條，并在緊鄰中心導體帶條的兩側制作出接地板，而介質基板的另一面沒有導體覆蓋層。為了使波導內的波長小于自由空間波長，從而使電磁場更加集中于中心導體帶條和接地板所在的空氣與介質交界處，應采用介質基板厚度較高的材料作為介質基片。

實用新型內容

本實用新型的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種箭形共面波導超寬帶天線，是能夠覆蓋超寬帶頻段的箭形單極子天線，使得天線尺寸大大減小，利用電磁仿真軟件HFSS12 對影響天線回波損耗、帶寬等性能的參數進行仿真、分析和優化，得到了理想的天線尺寸，便于和射頻電路集成，該天線與傳統的微帶貼片天線相比，性能有較大提高，其能夠提供穩定的輻射方向性和輻射效率，該天線能滿足多種寬帶無線通信應用的要求。

本實用新型的技術方案如下：

一種箭形共面波導超寬帶天線，包括有介質基板，其特征在于：所述的介質基板上固定有接地板，所述的接地板上固定有箭形共面波導饋電線，所述的箭形共面波導饋電線上粘接有輻射貼片。

所述的箭形共面波導超寬帶天線，其特征在于：所述箭形共面波導饋電線的特性阻抗為50Ω，與所述接地板的兩側之間分別具有0.5mm的間隙。

本實用新型采用共面波導技術，共面波導的結構及邊界條件決定了它所傳輸的模為準TEM 模，故沒有下限截止頻率。相比傳統的微帶線，共面波導具有以下優點：結構簡單、方便串并聯有源或無源器件、可以避免過孔接地和減小輻射損耗。共面波導傳輸線的特性阻抗由中心導體帶條寬度和距離接地帶的縫隙寬度決定，與基片的厚度幾乎無關。

本實用新型的有益效果：

1、本實用新型提出了一款小型化共面波導饋電箭形單極子超寬帶天線；

2、本實用新型通過共面波導實現了超寬帶特性，并利用單極子天線實現小型化和穩定的輻射特性；

3、本實用新型利用電磁仿真軟件HFSS12 對影響天線回波損耗、帶寬等性能的參數進行仿真、分析和優化，得到理想的天線尺寸，便于和射頻電路集成，該天線與傳統的微帶貼片天線相比，性能有較大提高，其能夠提供穩定的輻射方向性和輻射效率，該天線能滿足多種寬帶無線通信應用的要求；

4、本實用新型的頻帶寬度達到 3.9~10.9 GHz，此頻帶寬度內回波損耗在–10 dB 以下，駐波比在2 以下，最大輻射方向可以達到5dB 的增益，具有良好的全向輻射特性；通過對天線的回波損耗、駐波比、增益和輻射方向性的研究表明該天線具有較好的性能，可廣泛應用于超寬帶無線通信系統中；

5、本實用新型的箭形共面波導超寬帶天線基板采用環氧樹脂FR4板材，具有制造成本低，結構簡單可靠，使用范圍廣，適應性強等特點。

附圖說明

圖1為本實用新型結構主視圖。

圖2為本實用新型立體結構示意圖。

圖3為本實用新型的各部位尺寸圖。

圖4為本實用新型的尺寸圖。

具體實施方式