[发明专利]带三角形槽陷波超宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种超宽带天线，尤其是涉及一种在梯形振子体上开槽并添加陷波单元的超宽带天线。

背景技术

超宽带(UWB)无线通信是一种短距离大容量无线通信方式，它实现了短距离内超带宽、高速的数据传输。针对超宽带通信应用，对天线设计也提出了新的技术要求，一般地，UWB天线应具有：超宽带、稳定的辐射模式增益、一致的群时延、高辐射效率等特点，而低剖面小型化是当前超宽带天线的发展方向。

美国联邦通信委员会(FCC)指定3.1～10.6GHz频段用于UWB通信。然而，其中的5.15GHz～5.85GHz频带与WLAN和HIPERLAN/2的重叠，这将严重影响UWB系统。所以具有陷波或称带阻功能的超宽带天线成为当前研究热点，以抑制可能产生干扰的频段。但目前陷波天线的陷落频带往往过宽，或抑制频带的准确度不高。

超宽带陷波功能实现有一下几种方式：就振子体而言，通常实现超宽带天线的陷波功能有两种方法：一是通过开槽和开孔，二是通过增加天线的寄生单元。两者都是通过改变天线辐射体上的电流分布来阻断特定频段的电磁波辐射。就馈电结构而言，是利用具有带阻滤波特性的微带线或共面波导，开槽或者开孔的方法通常是在天线结构中添加1/2波长谐振槽或1/4波长短截线，使之具有阻带特性。另外一种通过添加寄生单元的方法抑制相关频段的方法也有不少学者研究。如通过在椭圆形槽中添加一寄生微带线，改变其位置、长度和宽度，实现了不同的阻带特性，可以成功阻断了可能干扰的频段。Kim J等人(Kim J.Choes，Lee J.W.S.2GHz Notched Ultra-wideband Antenna Using Slot-type SRR[J].Electronics Letters，2006，42(6)：315-316)在2006年通过在背面添加圆环的形式成功抑制了在2GHz附近的频带，并且抑制能力达到了15dB以上。2007年Krittaya Chawanonphithak(Krittaya Chawanonphithak，C.Phongcharoenpanich.5.8GHz Notched UWB Bidirectional Elliptical Ring Antenna Excited by Circular Monopole with Curved Slot[C].Microwave Conference，2007.APMC 2007.Asia-Pacific，2007：1-4)结合开槽与添加寄生单元的方法，在圆盘印制单极子超宽天线上开一非封闭式的圆环，并在圆盘周围加一个圆环作为寄生单元，5.63～5.88GHz频段得到很好的抑制，并且抑制频段精确，但是由于其圆环寄生单元过大，天线的尺寸不满足小型化的要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸较小、带宽较宽、回波损耗较低、增益与辐射效率较高、结构简单、具有全向辐射特性与陷波功能的带三角形槽陷波超宽带天线。

本发明设有基板，在基板的正面上印制有带三角形槽的倒置梯形振子体和微带线，在基板的背面印制有三角形导体带和三阶阶梯形接地面；所述倒置梯形振子体的上边和基板的上边缘齐平；三角形槽放置在倒置梯形振子体中，倒置梯形振子体的底边接微带线，微带线延伸至基板的下边沿；基板背面的下端为一个三阶梯状的接地面，接地面与倒置梯形振子体之间有间隙；基体背面的上端设有一个三角形导体带，三角形的一个顶点位于基板背面上边缘中点位置。

所述基板可采用双面敷铜介质基板，所述双面敷铜介质基板可采用型号为F4BK-2的双面敷铜介质基板，基板的长度为30±0.1mm，宽度为30±0.1mm，厚度为1.5mm；敷铜介质基板的相对介电常数ε_r为2.65。

所述倒置梯形振子体居中设置在基板正面上；所述倒置梯形振子体的上边长度可为30±0.1mm，底边长度可为16±0.1mm，高度可为16±0.1mm；三角形槽的底边长可为8±0.1mm，高可为8±0.1mm；微带线长度可为14±0.1mm，宽度可为4±0.1mm。

所述三角形槽可为等腰三角形槽，所述等腰三角形槽正向居中放置在倒置梯形振子体中，所述等腰三角形槽的顶点位于基板正面的上边缘的中点位置。