一种具有双阻带功能的超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种超宽带带阻天线，尤其是涉及一种具有双阻带功能的超宽带天线，该天线可以抑制超宽带系统与RFID、WLAN系统的相互干扰。
【背景技术】
[0002]2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)批准3.1_10.6GHz频段用于商用通信，因此UWB得到广泛的应用。
[0003]然而，由于超宽带通信覆盖的频带较宽，有些频带与其它无线系统共用频带资源，有可能和其它系统相互干扰，如Wimax系统(3.2-3.5GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz),(5.725-5.825GHz)和RFID系统(6.8GHz)。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容，因此具有阻带特性的超宽带天线有很高的实用价值。
[0004]近年来出现了很多超宽带带阻天线的设计思路，如辐射贴片上开槽、介质板背面寄生金属贴片、增加开环谐振腔、设计工作在不同频带的天线相互形成阻带等。但这些方法都存在局限性，比如天线体积大，不利于系统集成；阻带的中心频率不易调节。本发明中，采用近年来受到广泛关注的EBG结构，形成带阻特性。
[0005]电磁带隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)结构本身具有禁带特性和同相反射的优越性能，应用于天线领域，可以有效地改善天线的辐射方向图，提高增益，减小旁瓣和后瓣等，应用于阵列天线，可减少天线间的相互稱合作用。(Electromagnetic Band Gap,EBG)结构满足了现代无线通信技术对高性能天线的要求，从而使得它在微波通信领域的应用日益广泛。
[0006]由于EBG结构具有带禁特性，能抑制特定频段内的电磁波在传输线上的传输，从而形成阻带；且易于和微带线集成，不会占用额外的空间；并且，阻带的中心频率易于调节。因此，EBG结构非常适合应用于超宽带带阻天线的设计中，制作体积小，成本低的超宽带阻带天线。
【发明内容】
[0007]本发明的目的在于提供一种具有双阻带功能的超宽带天线，该天线可以抑制了超宽带系统对RFID系统(6.8GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz)的干扰。
[0008]本发明所采用的技术方案:
[0009]本发明包括介质基板(105)、形成于介质基板上的辐射单元(101)、阻抗匹配输入微带线(102)、折线型EBG电磁带隙结构(103)、十字交叉型EBG电磁带隙结构(106),形成于介质基板下的金属接地板(104)。
[0010]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格，为指状线(1031)和折线(1032)构成的正方形贴片结构；且指状线(1031)的宽度与各线间的间隙相等，折线(1032)的宽度与折线间的间隙相等。
[0011]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)的单元晶格，为指状线(1061)和十字交叉贴片结构(1062)构成的正方形贴片结构；且指状线(1061)的宽度与各线间的间隙相等，十字交叉贴片结构(1062)连接贴片结构的四个焊盘。
[0012]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构
(103)的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线(102)两侧；每侧各有3个单元晶格；十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线(102)两侧；每侧各有3个单兀晶格。
[0013]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，辐射单元(101)为圆形贴片。
[0014]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，介质基板(105)采用GML1000 材料。
[0015]所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，所述两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带系统对RFID系统(6.8GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz)的干扰。
[0016]该发明天线相对于现有的天线具有以下的特性和优点:
[0017]设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉。
[0018]EBG结构的增加，不改变原天线通带内的良好的驻波比与方向图；且具有阻带带宽窄的优点。
[0019]通过调整带指状线(1031) (1061)的宽度，可实现阻带中心频率可调。
【附图说明】
[0020]图1是本发明实施实例I的基本结构正面示意图。
[0021]图2是本发明实施实例I的基本结构侧面示意图。
[0022]图3是本发明实施实例I的基本结构背面示意图。
[0023]图4是本发明实施实例I的折线型EBG结构单元晶格结构示意图。
[0024]图5是本发明实施实例I的十字交叉型EBG结构单元晶格结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]本发明设计了一种具有双阻带功能的超宽带天线，抑制了超宽带系统对RFID系统(6.8GHz)、WLAN 系统(5.15-5.35GHz)的干扰。
[0026]下面结合附图距离对发明做更详细的描述:
[0027]如图1所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，介质基板上的辐射单元(101)、阻抗匹配输入微带线(102)、折线型EBG电磁带隙结构(103)、十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)，采用铜材料。
[0028]本发明的一个实例如图2所示，介质基板(105)是介电常数为3.2的GML1000材料。该介质基板的厚度为0.762mm。介质基板下的金属接地板(104)采用铜材料。
[0029]本发明的一个实例如图3所示，介质基板下的金属接地板(104)具有凹槽结构。
[0030]如图4所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，所述折线型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格，为指状线(1031)和折线(1032)构成的正方形贴片结构，由其实现WLAN频段阻带特性。
[0031 ] 如图5所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，所述十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)的单元晶格，为指状线(1061)和十字交叉贴片结构(1062)构成的正方形贴片结构，由其实现RFID频段阻带特性。
[0032] EBG结构的设计:根据微带传输相关理论，设计满足RFID、WLAN频段内具有阻带特性的电磁带隙结构。所述折线型EBG电磁带隙结构的单元晶格，构成并联谐振结构，；其中电容由指状线(1031)获得，电感由中心到四边的折线(1032)构成；谐振频率和带宽由并联谐振结构的L，C决定；由其实现WLAN频段阻带特性。所述十字交叉型EBG电磁带隙结构的单元晶格，构成并联谐振结构，；其中电容由指状线(1061)获得，电感由连接中心与四边的十字交叉贴片结构(1062)构成；谐振频率和带宽由并联谐振结构的L，C决定；由其实现RFID频段阻带特性。
【主权项】
1.一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，包括介质基板(105)、形成于介质基板上的辐射单元(101)、阻抗匹配输入微带线(102)、折线型EBG电磁带隙结构(103)、十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)，形成于介质基板下的金属接地板(104)。
2.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格，为指状线(1031)和折线(1032)构成的正方形贴片结构；且指状线(1031)的宽度与各线间的间隙相等，折线(1032)的宽度与折线间的间隙相等。
3.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)的单元晶格，为指状线(1061)和十字交叉贴片结构(1062)构成的正方形贴片结构；且指状线(1061)的宽度与各线间的间隙相等，十字交叉贴片结构(1062)连接贴片结构的四个焊盘。
4.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构(103)的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线(102)两侧；每侧各有3个单元晶格；十字交叉型EBG电磁带隙结构(106)的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线(102)两侧；每侧各有3个单兀晶格。
5.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，辐射单元(101)为圆形贴片。
6.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，介质基板(105)采用 GML1000 材料。
7.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，所述两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带系统对RFID系统(6.8GHz)、WLAN系统(5.15-5.35GHz)的干扰。
【专利摘要】一种具有双阻带功能的超宽带天线，涉及一种超宽带天线。该天线由介质基板（105），介质基板上的辐射单元（101）、阻抗匹配输入微带线（102）、折线型EBG电磁带隙结构（103）、十字交叉型EBG电磁带隙结构（106），介质基板下的金属接地板（104）组成。本发明利用辐射单元、阻抗匹配输入微带线、与金属接地板实现UWB要求的通带带宽，利用两组EBG电磁带隙结构实现双阻带特性。本发明涉及的天线，两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带系统对RFID系统（6.8GHz）、WLAN系统（5.15-5.35GHz）的干扰。
【IPC分类】H01Q1-52, H01Q1-38, H01Q13-08
【公开号】CN104681955
【申请号】CN201310617671
【发明人】喻人杰, 王姣, 张谢馥
【申请人】哈尔滨黑石科技有限公司
【公开日】2015年6月3日
【申请日】2013年11月27日