[发明专利]一种基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线

说明书

技术领域

本发明属于超宽带天线技术领域，涉及一种基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线。

背景技术

超宽带(UWB)技术具有高传输速率、合理的图像解析和高安全性等优点，在无线通信、微波成像和电子对抗等诸多领域具有广阔的应用前景。超宽带天线是超宽带通信系统的关键部件之一，其特性直接影响着整个系统的性能。随着美国联邦通信委员会(FCC)批准将3.1—10.6GHz作为短距离无线通信频段，超宽带天线技术越发受到了人们的关注，人们对超宽带天线的设计，也并不拘泥于UWB频段，而是对于超宽带天线提出了越来越高的要求，尤其是在超宽带天线的宽带化、小型化、平面化以及结构简单性等方面。

目前，扩展紧凑型平面超宽带天线带宽主要方法有以下几种：第一，改变接地板的大小以及形态，如将接地板尺寸减小，接地板边沿采用阶梯型，弧形等等；第二，在接地板上开单个或者多个槽；第三，改变辐射贴片的形态，如采用圆形，椭圆型，不规则多边形等；第四，在辐射贴片上开复杂槽结构；第五，采用多节渐变的馈线等等。纵观这些方法，若想要获得足够大的带宽，则其槽结构或是辐射贴片结构会比较复杂，并且难以满足在小型化的基础上实现带宽的明显增加。因此，寻求新颖的设计理念，开发设计结构紧凑、设计简单、易于加工且频带较宽的超宽带天线为目前广大天线工作者不断努力的方向。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线，该天线结构简单、尺寸小、具有良好超宽带辐射特性。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线，包括辐射贴片，介质基板，接地板，寄生条带部分，微带馈线和同轴电缆；所述介质基板上表面紧贴正六边形金属辐射贴片；所述微带馈线紧贴于介质基板上表面，一端与辐射贴片连接，另一端与同轴线缆内导体连接；所述同轴线缆还包括介质层与外导体，该外导体与接地板接触；所述寄生条带位于微带馈线两侧，为两条尺寸不同的L型条带；所述接地板顶部开有一矩形槽。

进一步，所述正六边形金属辐射贴片位于介质基板上表面顶部，其边长L为8.6—8.7mm，厚度为0.016—0.018mm。

进一步，所述微带馈线长度L2为17.7—17.9mm，宽度W2为3.4—3.6mm。

进一步，同轴线缆内导体半径R3为0.55—0.65mm，线缆长度L3为4.8—5.1mm，内导体与微带线相连部分为半圆柱体，其长度为1.9—2.1mm，半径为0.55—0.65mm；外导体内径R2为2.0—2.1mm，外导体外径3.0—3.1mm。

进一步，一侧L型寄生条带长L4+L5为24.8—26.8mm，宽度W为0.9—1.1mm；另一侧L型寄生条带长L6+L7为19.1—21.1mm，宽度W为0.9—1.1mm。

进一步，接地板位于介质基板地面下方，其长度L8为11.5mm，宽度与介质基板相同，均为W1，其大小为25mm。

进一步，接地板上所开槽位于接地板顶部中心，其深度H为3.4—3.6mm，宽度W3为5.1—5.3mm。

进一步，介质基板材料为FR4，其介电常数约4.4，损耗角正切约0.016，基板长度L1为33mm，宽度W1为25mm。

本发明的有益效果在于：1)通过减小接地板的尺寸以及扩大辐射贴片的尺寸，使得其工作的最低频段达到了2.4GHz以下；2)对于随之产生天线性能在3—4.5GHz的恶化，进一步的通过设计L型寄生条带，使得本天线在3.6GHz与4.4GHz处产生两个谐振点，从而解决了该频段的阻抗失配问题；3)除了有效的拓展了天线的带宽，还具有结构紧凑、简单，易于制造等优势，可用于WLAN，WiMAX频段的通信系统中。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明的基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线的整体结构三维视图；

图2为本发明的基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线的俯视图；

图3为本发明的基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线的正视图；

图4为本发明的基于L型寄生条带的紧凑型超宽带天线的侧视图；

图5为本发明的S参数随频率变化的曲线图；

图6为本发明在2.65GHz频点的辐射方向图；

图7为本发明在3.61GHz频点的辐射方向图；