一种双陷波超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及的是一种平面印制天线，特别涉及一种双陷波超宽带天线。
【背景技术】
[0002]超宽带技术是一种新型的无线通信技术，解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供到厘米的定位精度等优点。自从2002年美国联邦通信委员会(FCC)将3.1-10.6GHz的超宽带频段划归商业频段，超宽带平面天线由于其体积小、带宽宽、一定的辐射效率、全向辐射特性、简单的制作工艺、低成本、易集成和高传输速率等优点成为了通信系统的主要研宄方向。但是由于现有IEEE 802.1la无线局域网(WLAN)、全球微波互联接入(WiMAX)和用于卫星通信的C波段及X波段也在超宽带频段范围内，使超宽带通信与这些窄带通信系统相互干扰，严重影响各自通信系统的通信质量。为了有效抑制超宽带通信与这些通信系统之间的互相干扰，在传统的超宽带系统应用中，超宽带系统可以利用滤波器滤除这些频段的干扰。然而，滤波器的使用将会增大超宽带系统的复杂性，增加生产成本，同时受到天线和滤波器不可能无限制被超小型化。
[0003]公告号为CN 102790266 B发明名称超宽带双陷波天线公开了一种超宽带双陷波天线，它包括介质基板、共面波导接地面、微带辐射贴片和共面波导馈线；所述的共面波导接地面、微带辐射贴片和共面波导馈线都固定于介质基板上表面；所述的微带辐射贴片位于介质基板的中部，共面波导馈线从介质基板边缘引向微带辐射贴片并与其连接，共面波导接地面由两片矩形金属平面结构构成，分别固定于共面波导馈线两侧且与微带辐射贴片具有间隙。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:提供一种与现有技术不同的结构简单、易于实现、加工成本低、兼容FCC超宽带工作频带、具有阻抗特性的双陷波超宽带天线，既避免超宽带通信与现有IEEE 802.1la无线局域网(WLAN)、全球微波互联接入(WiMAX)和用于卫星通信的C波段及X波段等窄带通信系统相互干扰，提高超宽带通信系统的性能又不提高成本。
[0005]本发明提供的技术方案是:一种双陷波超宽带天线，包括介质基板、接地面、微带辐射贴片和微带馈线，微带辐射贴片和微带馈线固定于介质基板的正面，微带馈线从介质基板边缘引向微带辐射贴片并相连接，微带辐射贴片呈“凸”字型，在微带辐射贴片大头端以微带辐射贴片中轴线左右对称设有两个阶梯型槽，每个阶梯型槽由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽组成，第一水平槽靠近微带辐射贴片小头端，第二水平槽远离微带辐射贴片小头端，第一水平槽与第二水平槽平行，垂直槽处于第一水平槽和第二水平槽之间，垂直槽与第一水平槽和第二水平槽连接，第一水平槽和第二水平槽长度相等且两者长度之和小于垂直槽的长度，左侧阶梯型槽的第一水平槽左侧边缘与微带辐射贴片左侧边缘重合，右侧阶梯型槽的第一水平槽右侧边缘与微带辐射贴片右侧边缘重合，在微带辐射贴片小头端设有一个半封闭环状槽，每个阶梯型槽和半封闭环状槽的长度均为所抑制频带中心频率的二分之一波长或四分之一波长，接地面为金属平面结构，且固定于介质基板的反面。
[0006]进一步地，半封闭环状槽关于微带辐射贴片中轴线对称，半封闭环状槽开口朝向微带辐射贴片大头端且开口宽度为半封闭环状槽槽宽的2-4倍。此特征是通过调节槽宽及开口距离可以控制所抑制频带宽度。
[0007]进一步地，半封闭环状槽为半封闭矩形环状槽或者半封闭的“C”形环状槽。
[0008]进一步地，接地面关于介质基板中轴线对称，介质基板中轴线与微带辐射贴片中轴线重合，接地面的左右侧边缘与介质基板左右侧边缘重合。
[0009]进一步地，在接地面上设置一矩形开口槽，中矩形开口槽关于介质基板轴线对称，矩形开口槽的开口方向是朝向微带辐射贴片大头端。开槽使得天线在高频处阻抗匹配的稳定性有了很好的改善。
[0010]进一步地，介质基板为聚四氟乙烯材质，相对介电常数为2?8，其介电损耗角正切值不大于10_3。此结构为常用介质基板，有利于实现了超宽带阻抗带宽。
[0011]与现有技术相比，本发明结构简单，使用印制电路板工艺即可实现，平面尺寸小巧便于和无线通信设备集成，实现了超宽带阻抗带宽，利用双“Z”形槽缝隙和半封闭环状槽缝隙分别在阻抗带宽内实现两陷波点，通过调整槽结构和尺寸，使陷波点位于超宽带频带内互扰频点，使其阻隔现有IEEE 802.1la无线局域网(WLAN)、全球微波互联接入(WiMAX)和用于卫星通信的C波段及X波段等窄带通信频点上的无线信号，实现超宽带通信与这些窄带通信系统相互兼容协同通信，本发明实施简单，工艺成熟，自动化程度高，生产成本低廉，其应用范围较广。
【附图说明】
[0012]图la、图1b分别是本发明实施例的正面图、反面图。
[0013]图2是本发明实施例的驻波比曲线图。
[0014]图3是本发明实施例在3.1GHz的方向图。
[0015]图4是本发明实施例在4.5GHz的方向图。
[0016]图5是本发明实施例在8GHz的方向图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。
[0018]如图la、图1b所示，一种双陷波超宽带天线，包括介质基板1、接地面3、微带福射贴片2和微带馈线4，微带辐射贴片2和微带馈线4固定于介质基板I的正面，微带馈线4从介质基板I边缘引向微带辐射贴片2并相连接，微带辐射贴片2呈“凸”字型，在微带辐射贴片2大头端以微带辐射贴片2中轴线左右对称设有两个阶梯型槽21，每个阶梯型槽21由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽组成，第一水平槽靠近微带辐射贴片2小头端，第二水平槽远离微带辐射贴片2小头端，第一水平槽与第二水平槽平行，垂直槽处于第一水平槽和第二水平槽之间，垂直槽的一端部与第一水平槽一端部连接，垂直槽的另一端部与第二水平槽一端部连接，第一水平槽和第二水平槽长度相等且两者长度之和小于垂直槽的长度，优选的，第一水平槽、第二水平槽与垂直槽的槽宽均相等，左侧阶梯型槽的第一水平槽左侧边缘与微带辐射贴片2左侧边缘重合，右侧阶梯型槽的第一水平槽右侧边缘与微带辐射贴片2右侧边缘重合，在微带辐射贴片2小头端设有一个半封闭环状槽22，每个阶梯型槽21和半封闭环状槽的长度22均为所抑制频带中心频率的二分之一波长或四分之一波长，其中所抑制频带理论上是覆盖所有频带，优选的，所抑制频带为现有IEEE 802.1la无线局域网WLAN、全球微波互联接入(WiMAX)和用于卫星通信的C波段及X波段的频带，接地面3为金属平面结构，且固定于介质基板I的反面，尤其是介质基板I的反面中部区域，或者介质基板I反面上的与微带馈线4相背的区域。优选的，半封闭环状槽22关于微带辐射贴片2中轴线对称，半封闭环状槽22开口朝向微带辐射贴片2大头端且开口宽度为半封闭环状槽22槽宽的2-4倍，半封闭环状槽22可以为半封闭矩形环状槽或者半封闭的“C”形环状槽。
[0019]优选的，接地面3关于介质基板I中轴线对称，介质基板中轴线与微带辐射贴片中轴线重合，接地面3的左右侧边缘与介质基板I左右侧边缘重合。在接地面3上设置一矩形开口槽31，矩形开口槽31关于介质基板轴线对称，矩形开口槽31的开口方向是朝向微带辐射贴片2大头端。介质基板I为聚四氟乙烯材质，相对介电常数为2?8，其介电损耗角正切值不大于10_3。
[0020]图2为本发明实施例的驻波比数据图，从附图2中可以看出天线阻抗带宽满足FCC超宽带通信要求，且天线分别在4GHz，5.5GHz设置两个陷波点，可有效隔离在此频段下的WiMAX、WLAN信号以及C波段的信号，从而使用此天线的超宽带通信设备可以与WiMAX、WLAN通信设备协同通信，互补干扰。图3、图4、图5分别为本发明实施例的工作频点方向图，可见此天线方向性良好，可以满足使用者的需求。
【主权项】
1.一种双陷波超宽带天线，包括介质基板(1)、接地面(3)、微带辐射贴片(2)和微带馈线(4)，微带辐射贴片(2)和微带馈线(4)固定于介质基板(I)的正面，微带馈线(4)从介质基板(I)边缘引向微带辐射贴片(2)并相连接，其特征在于，微带辐射贴片(2)呈“凸”字型，在微带辐射贴片(2)大头端以微带辐射贴片(2)中轴线左右对称设有两个阶梯型槽(21)，每个阶梯型槽(21)由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽组成，第一水平槽靠近微带辐射贴片(2)小头端，第二水平槽远离微带辐射贴片(2)小头端，第一水平槽与第二水平槽平行，垂直槽处于第一水平槽和第二水平槽之间，垂直槽与第一水平槽和第二水平槽连接，第一水平槽和第二水平槽长度相等且两者长度之和小于垂直槽的长度，左侧阶梯型槽(21)的第一水平槽左侧边缘与微带辐射贴片(2)左侧边缘重合，右侧阶梯型槽(21)的第一水平槽右侧边缘与微带辐射贴片(2)右侧边缘重合，在微带辐射贴片(2)小头端设有一个半封闭环状槽(22)，每个阶梯型槽(21)和半封闭环状槽的长度(22)均为所抑制频带中心频率的二分之一波长或四分之一波长，接地面(3)为金属平面结构，且固定于介质基板(I)的反面。
2.如权利要求1所述的一种双陷波超宽带天线，其特征在于，半封闭环状槽(22)关于微带辐射贴片(2)中轴线对称，半封闭环状槽(22)开口朝向微带辐射贴片(2)大头端且开口宽度为半封闭环状槽(22)槽宽的2-4倍。
3.如权利要求2所述的一种双陷波超宽带天线，其特征在于，半封闭环状槽(22)为半封闭矩形环状槽或者半封闭的“C”形环状槽。
4.如权利要求1-3任意一项所述的一种双陷波超宽带天线，其特征在于，接地面(3)关于介质基板(I)中轴线对称，介质基板中轴线与微带辐射贴片中轴线重合，接地面(3)的左右侧边缘与介质基板(I)左右侧边缘重合。
5.如权利要求4所述的一种双陷波超宽带天线，其特征在于，在接地面(3)上设置一矩形开口槽(31)，矩形开口槽(31)关于介质基板轴线对称，矩形开口槽(31)的开口方向是朝向微带辐射贴片(2)大头端。
6.如权利要求5所述的一种双陷波超宽带天线，其特征在于，介质基板(I)为聚四氟乙稀材质，相对介电常数为2?8，其介电损耗角正切值不大于1(Γ3。
【专利摘要】本发明公开了一种双陷波超宽带天线，主要在微带辐射贴片大头端以微带辐射贴片中轴线左右对称设有两个阶梯型槽，每个阶梯型槽由第一水平槽、第二水平槽和垂直槽组成，第一水平槽和第二水平槽长度相等且两者长度之和小于垂直槽的长度，左侧阶梯型槽的第一水平槽左侧边缘与微带辐射贴片左侧边缘重合，右侧阶梯型槽的第一水平槽右侧边缘与微带辐射贴片右侧边缘重合，在微带辐射贴片小头端设有一个半封闭环状槽，每个阶梯型槽和半封闭环状槽的长度均为所抑制频带中心频率的二分之一波长或四分之一波长，本发明能实现超宽带通信与互扰通信系统相互兼容协同通信。
【IPC分类】H01Q13-08, H01Q1-38, H01Q1-48, H01Q13-10
【公开号】CN104733842
【申请号】CN201510088555
【发明人】张旭翔, 王凤, 吉镇峰, 刘豫东
【申请人】南京信息职业技术学院
【公开日】2015年6月24日
【申请日】2015年2月26日