[实用新型]一种矩形度良好和阻带带宽可控的超宽带陷波天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信用的天线技术领域，更具体地说，涉及一种小型平面具有陷波功能的超宽带天线。

背景技术

由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能、小型化方向发展，超宽带(Ultra-wide Band，UWB)通信技术得到越来越多的研究和应用。超宽带无线通信技术具有结构简单、数据传输速率高、功耗低、安全性高、多径分辨能力强等优点。自从2002年2月美国联邦通信委员会(FCC)将3.1-10.6GHz频段划归超宽带(UWB)的民用频段，UWB无线通信系统的设计和应用便成为了无线通信领域激烈竞争的焦点。UWB尤其适合于室内等密集多径场所的高速无线接入和军事通信应用中。

作为超宽带系统的重要组成部分，超宽带天线是超宽带无线通信的关键技术之一，又是电子信息战中电子对抗设备的关键部件，还在冲激雷达等时域系统中获得了广泛应用。随着高速电子集成电路的快速发展，为适应小型集成化的需求，超宽带天线的设计也成为了科学界和工程界的热门研究课题，超宽带平面天线的研究与应用日益引人瞩目。

但是在UWB频段内(3.1～10.6GHz)存在其他无线窄带通信系统，比如3.3-3.6GHz的WiMAX和5.15-5.825GHz的WLAN等，它们和超宽带系统会形成相互干扰。为了减小UWB系统与其他无线通信系统的相互干扰，具有陷波功能的超宽带天线也被广泛研究，用来抑制超宽带系统和窄带系统之间潜在的干扰。近年来已经有许多具有陷波功能的超宽带天线相继被提出，其中大量的陷波结构都是通过在天线上开槽实现的。对于微带类超宽带天线，还可以通过在地板开槽或者馈线处加载谐振器来实现陷波功能，对于共面波导馈电超宽带天线，大部分陷波都是通过在辐射体上开槽实现。

传统的陷波超宽带天线主要有开槽、加谐振器以及同时开槽和加谐振器的方法来实现天线的陷波。可以在天线的辐射体或者地板上添加各种形状的槽线，如倒U形结构、在圆形单极天线上开两条缝隙、在平面天线结构中引入C形寄生元件等等。或者在馈线附近增加金属谐振器，添加SIR或者SRR谐振器结构是比较常用的方法。比较新型的陷波超宽带天线使用带阻滤波器结合天线单元来实现，例如使用U形超宽带天线，在U形天线切割区域内添加各种形状的带线或者加载枝节来实现陷波。

但是，这些方法只能形成一个或者多个陷波频率或者陷波带宽较窄，不能彻底抑制WLAN窄带系统对超宽带系统的干扰。并且由于阻带带宽不足，滤波效果较差，同时很多有用的频率也被浪费掉，而且这些结构的文献中很少有提及陷波结构对陷波带宽的影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种矩形度良好和阻带带宽可控的超宽带陷波天线。很多的研究表明，陷波特性可以通过在天线辐射体上加载槽技术来实现。槽在谐振频率上的点长度等于半波长。把槽的长度调节到谐振频率半波长的长度，就可以得到该频率的带阻特性。当槽是开路的时候，它的长度则只需要四分之一波长。在陷波频率时，电流主要集中在槽的边缘附近，从而导致在该频率上产生驻波，在天线馈线段产生阻抗失配。为了实现超宽带天线的陷波阻带具有良好的选择性，多谐振槽被加载在天线辐射体或者馈线微带上。通过调节槽之间的耦合强度，则可以对陷波阻带进行可控调节。该天线具有结构紧凑、滤波效果好、通带匹配特性良好、阻带矩形度良好、阻带中心频率和阻带带宽可控等优点。

为了达到上述目的，本实用新型通过下述技术方案予以实现：一种矩形度良好和阻带带宽可控的超宽带陷波天线，其特征在于：包括基板，设置在基板正面上的是共面波导馈电的微带天线，包括地板一和地板二、天线辐射体、天线馈线以及缝隙槽一、缝隙槽二、缝隙槽三和缝隙槽四。天线馈线设置在基板正面的底端中部；相同的地板一和地板二对称设置在天线馈线两侧，地板一和地板二的顶端形成三角切片；沿中轴线对称分布的天线辐射体紧贴设置在地板一和地板二的顶端，天线辐射体的顶端呈圆弧形渐变结构；缝隙槽一、缝隙槽二、缝隙槽三和缝隙槽四设置在天线辐射体的顶端之上且与天线辐射体的顶端之间有间距；每个缝隙槽的总长度由以下公式确定：

ϵeff=ϵr+12]]>