小型平面形陷波超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本天线可适用于无线通信领域，尤其涉及一种小型平面形陷波超宽带天线。
【背景技术】
[0002]近几年来，随着无线通信系统的应用越来越广。超宽带天线能够在3.1-10.6GHz频带内进行阻抗匹配，具有稳定的增益和良好的辐射方向特性，天线具有紧凑的结构和低廉的制造成本。为避免无线局域网频段信号的干扰，常用的手段是在辐射贴片和接地面上开槽方法实现陷波。陷波超宽带天线具有很宽的阻抗带宽和很好的全向辐射特性，而且具有体积小、传输速率高、功耗低、抗多径衰落和便于隐藏某些频点等优点。
[0003]陷波超宽带天线的实现方法主要是通过设计不同形状的辐射单元，使其工作超宽带频段，如专利号为201310036282.6，专利名称为《一种带有陷波特性的超宽带天线》的中国专利，辐射贴片由两级尺寸不同的矩形和梯形结合体连接而成，形成渐变阶梯结构，；在天线的部分金属接地面上开半椭圆凹口，在部分金属接地面的侧边开L形缝隙。通过选择合适的尺寸，就能满足其超宽带工作特性和陷波特性，天线设计比较复杂，且尺寸较大，且采用渐变馈电结构，给设计和调试带来不便。如专利号为201120111209.7，专利名称为《一种陷波超宽带天线》的中国专利，利用圆环形辐射单元和微带馈电的方式实现超宽带通信需求，在圆环形辐射单元的中间插入一条调谐微带线，来产生陷波特性，但是需要在接地面上开槽实现更宽的阻抗带宽，且体积较大，不能实现系统的小型化，天线的制作要求相对较高。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的不足，提出了一种小型平面形陷波超宽带天线，采用共面波导馈电，这种天线辐射贴片由圆形单元和半圆形单元组成，天线可工作于超宽带频带，其中辐射贴片中间开有细缝，可实现陷波功能，通过调整细缝的长，可实现指定频带的陷波。
[0005]本实用新型采用如下技术方案:
[0006]本实用新型小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的平面形陷波超宽带天线印制在介质基板，其组成包括介质基板、辐射贴片、小矩形贴片、微带馈线和接地面；其特征在于:所述的辐射贴片、小矩形贴片、微带馈线和接地面均印刷在介质基板的正面；其特征在于:所述的辐射贴片由一个圆形单元和一个半圆形单元部分重叠组成，所述的辐射单元中间开有一条细缝；其特征在于:所述的微带馈线通过小矩形贴片与辐射贴片下端相连接；其特征在于:所述的接地面分布在微带馈线的两侧，与微带馈线构成共面波导结构。
[0007]与现有技术相比，本实用新型具有以下显著优点:
[0008]1、谐振频段带宽大:通过圆形结构和半圆形结构的重叠组合，有效地实现天线工作在超宽带频带；
[0009]2、陷波频段可调:本实用新型采用在辐射贴片上开有一条细缝实现陷波，通过调节细缝的位置和长，可调节陷波频段；
[0010]3、天线尺寸较小结构简单:本实用新型的由圆形结构和半圆形结构组成，结构简单，同时能减小了天线的体积。
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线的正面图。
[0012]图2是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线的回波损耗曲线图。
[0013]图3是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线的电压驻波比曲线图。
[0014]图4是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线在3GHz的辐射方向图。
[0015]图5是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线在7GHz的辐射方向图。
[0016]图7是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线在8GHz的辐射方向图。
[0017]图8是本实用新型小型平面形陷波超宽带天线在9GHz的辐射方向图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
[0019]如图1，一个优选的实施例是在3GHz-llGHz频段谐振，使天线工作在超宽带频段。这种平面形陷波超宽带天线由介质基板1、微带馈线2、小矩形块单元3、圆形单元4、半圆形单元5、细缝6、接地面7和接地面8组成。
[0020]具体实施如下:天线辐射贴片由圆形单元和半圆形单元重叠组成，其中辐射单元中间开有一条细缝，辐射单元下侧通过小矩形块与微带馈线相连接。接地面位于微带馈电的两侧。
[0021]参见图1，标号I为介质基板，材料为FR4，介电常数为4.4，介质板的长宽高尺寸为28mmX26mmX 1.6mm ;标号2是微带馈线，位于介质板的上表面，其长宽尺寸为10.5mmX 1.5mm ;标号3为小矩形块单元，长宽尺寸为3mmX0.5mm。标号4为圆形单元，其下端与小矩形块相连，半径为8.2mm。标号5为半圆形单元，其半径为12.2mm ;标号6为细缝位于辐射贴片的中间，长宽尺寸为15X0.2mm ;标号7和标号8为接地面，位于微带馈电的两侧，大小相等，其长宽尺寸为12.07 X 10.3mm。
[0022]图2为本实施例的回波损耗曲线，从图2中可以看出天线在2.7GHz -11.8GHz频段内回波损耗小于-10dB，并且在5.lGHz-5.9GHz频段有陷波功能。图3为本实施例的电压驻波比曲线图，可以看出在上述频段内天线的电压驻波比均小于2。图4、图5、图6、图7、图8和分别为本实施例在3GHz、7GHz、8GHz、9GHz时天线的方向图，从图中可以看出本实施例在各个工作频段内都具有良好的全向性，在垂直面上，天线满足“8”字形的方向特性。从以上图例综合分析可知，本实施例在各个工作频段都有良好的谐振特性和方向性，满足设计要求。
[0023]上述实例为本实用新型较佳的实施方式，另外在本实施例的基础上，改变微带馈线、辐射贴片及接地面的大小，改变圆形单元、半圆形单元和细缝的尺寸，都应包含在本实用新型的保护范围内。
【主权项】
1.小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的平面形陷波超宽带天线印制在介质基板，其组成包括介质基板、辐射贴片、小矩形贴片、微带馈线和接地面。
2.如专利要求I所述的小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的辐射贴片、小矩形贴片、微带馈线和接地面均印刷在介质基板的正面。
3.如专利要求I所述的小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的辐射贴片由一个圆形单元和一个半圆形单元部分重叠组成，所述的辐射单元中间开有一条细缝。
4.如专利要求I所述的小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的微带馈线通过小矩形贴片与辐射贴片下端相连接。
5.如专利要求I所述的小型平面形陷波超宽带天线，其特征在于:所述的接地面分布在微带馈线的两侧，与微带馈线构成共面波导结构。
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型平面形陷波超宽带天线。该天线由介质基板、辐射贴片和微带馈线和接地面组成，辐射贴片通过小矩形块和微带馈线相连，并印制在介质基板的正面，辐射贴片由圆形单元和半圆形单元部分重叠组成，并且在辐射单元中间开有一条细缝。本实用新型平面形陷波超宽带天线谐振覆盖3GHz-11GHz，应用领域广泛，同时具有5.1GHz-5.9GHz频段陷波功能。天线的体积较小，具有宽的阻抗频宽，并且天线陷波频段的中心频率可调。
【IPC分类】H01Q1-38
【公开号】CN204516896
【申请号】CN201520226713
【发明人】郑宏兴, 彭升, 万小凤, 王辂, 邓东民, 张玉贤
【申请人】天津职业技术师范大学
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月16日