[发明专利]平衡微带线馈电组合半圆片形振子超宽带印刷偶极天线

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带印刷偶极天线，具体涉及平衡微带线馈电组合半圆片形振子超宽带印刷偶极天线。

背景技术

超宽带(Ultra-Wide Band，UWB)技术的最初形式为脉冲无线通信，起源于20世纪40年代，从其出现到20世纪90年代之前，UWB技术作为军事技术在雷达和低截获率等通信设备中使用。在20世纪60年代时域电磁学的研究中，超宽带技术用于通过冲激响应完整地描述某一类微波网络的瞬时特性。美国OSD/DARPA(The Defense Advanced Research Project Agency and the Office of the Secretary of Defense)提出并经UWB Group认可，首先定义了“超宽带”概念。

在美国有关UWB技术的绝大部分早期研究工作，特别是冲激无线电通信领域，均在机密的美国政府计划下支持完成。1994年以后，保密限制才逐渐解除，从而大大加快了这一方面的研究。

2002年2月14日，超宽带技术获得了FCC的批准用于民用通信。FCC定义超宽带的含义是：信号的相对带宽大于等于20％，或者绝对带宽大于500MHz。

由于超宽带技术对带宽的要求，时域上的脉冲信号可以满足这一要求。脉冲源的频谱通常具有一定的带宽，在应用中常常会遇到估计脉冲信号所包含的普分量信息，例如最高频率分量和频宽。理论上，可以通过FFT变换得到信号的频谱，常用的脉冲源有高斯脉冲、微分高斯脉冲、升余弦函数等。

UWB技术在宽带通信、扩频通信、探地雷达、冲击雷达、电磁兼容等领域有广泛的应用。它主要朝高峰值功率、窄脉冲和重复频率的方向发展，它具有GHz量级的带宽，并引起发射能量相当小，因此可能在不占用现在已经拥挤不堪的频率资源的情况下带来一种全新的语音及数据通信方式。

天线是超宽带系统中发射和接收信号的关键部件，随着超宽带技术的广泛应用，对超宽带天线的研究也日益变得重要，超宽带天线的设计也越来越受到人们的重视，新形式和新性能的超宽带天线不断涌现。超宽带天线同时也带动宽带频谱仪和接收机的发展，促使宽带天线在EMC的整个频段范围内有良好的接收和发射性能。

UWB适用于高速、近距离的无限个人通信，如当前的WLAN的各种应用，也适用于短距离数字化的音视频无限链接，短距离宽带高速无接入等相关民用领域。值得说明，在UWB技术里规定的室内UWB通信的实际使用频谱范围为3.1～10.6GHz，其比带宽(最高频率与最低频率之比)为3.42∶1；同时规定对中心频率大于2.5GHz的UWB系统需要拥有至少-10dB的500MHz带宽，而对中心频率低于2.5GHz的UWB系统，相对带宽至少应达到20％。

随着超宽带通信方式的提出，工作于3.1～106GHz的宽频带天线层出不穷，主要以双锥天线的各种演变形式为主，这包括蝶形天线、泪滴天线、渐变槽缝天线等及其变形形式。另外超宽带天线还包括TEM喇叭天线、反射面天线、透镜反射面天线以及超宽带天线阵列等。

现有的超宽带线极化天线包括曲折臂天线、线锥天线和蝶形线天线以及一些异形振子单极天线，上述线天线均具有宽带特性，但现有的超宽带线天线存在宽带指标低、馈电平衡性差、全向性方向图带宽低以及尺寸较大，不能适用于电磁环境监测、频谱测量设备等领域。

发明内容

本发明为解决现有超宽带天线的平面化、超宽带化和小型化平衡馈电及方向图对称性较差的问题，进而提出平衡微带线馈电组合半圆片形振子超宽带印刷偶极天线。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括介质板、组合半圆形对称振子左侧振子、组合半圆形对称振子右侧振子、金属片、平衡微带线下贴片、金属化过孔和平衡微带线上贴片，组合半圆形对称振子左侧振子与组合半圆形对称振子右侧振子沿介质板的中线对称印刷在介质板的上表面上，且组合半圆形对称振子左侧振子的直边与中线平行并远离中线，平衡微带线上贴片沿介质板中线的长度方向印刷在介质板的上表面上，且平衡微带线上贴片的下端与介质板的下边缘接触，平衡微带线下贴片沿介质板中线的长度方向印刷在介质板的下表面上，且平衡微带线下贴片的下端与介质板的下边缘接触，金属化过孔通过金属片与平衡微带线下贴片的上端连接。