[发明专利]小型双陷波超宽带天线

说明书

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种小型双陷波超宽带天线，应用于超宽带无线通信领域。

背景技术

超宽带(Ultra-WideBand,UWB)技术是在20世纪90年代以后发展起来的一种具有巨大发展潜力的新型无线通信技术，它实现了短距离内超宽带、高速的数据传输。UWB技术可以应用于智能交通系统、无线传感网、射频标识、成像应用等诸多领域。在美国联邦通信委员会(FederalCommunicationsCommission,FCC)将超宽带应用于商业领域后，工作频率为3.1GHz～10.6GHz的通信系统得到了大力的发展。同时，由于现代的消费电子类产品，特别是便携式的无线通信产品，都具有很小的体积和很高的集成度，超宽带天线的小型化设计也成为国内外研究的热点之一。

超宽带系统的通信频段覆盖了3.3GHz～3.7GHz的802.16无线城域网(WiMAX)和5.15GHz～5.35GHz和5.725～5.825GHz的无线局域网(WLAN)等窄带系统频段。由于这些窄带通信系统的存在会对超宽带天线的工作产生一定的干扰，为了减少这些干扰，需要对这些窄带系统的信号进行滤波处理，从而出现了陷波超宽带天线这一天线类型。目前现有的陷波超宽带天线的类型根据陷波频段的不同，主要分为三种类型，分别为单陷波、双陷波和多陷波超宽带天线。通常双陷波超宽带天线主要是在WiMAX频段和WLAN频段实现良好的滤波效果。

为了抑制上述频段的干扰，通常需要在超宽带系统内加入带阻滤波器过滤这些窄频带，这不仅增加了系统的复杂性，也增加了成本。通常我们可以在超宽带天线中引入陷波结构，使得那些窄带系统的频段内有较大的反射系数，从而达到滤波的目的。目前的陷波结构主要有三种类型，(1)在辐射贴片或地板上刻蚀不同形状的缝隙；(2)在天线结构中引入寄生枝节；(3)在辐射贴片上加载SIR的带阻滤波器；其中在天线结构中引入寄生枝节和在辐射贴片上加载SIR的带阻滤波器因为其结构复杂较少采用，目前最常用的是在辐射贴片或地板上刻蚀不同形状的缝隙的结构类型。

例如DesignofaBand-NotchedUWBMonopoleAntennabyMeansofanEBGStructure，MohammadYazdiandNaderKomjani，IEEEANTENNASANDWIRELESSPROPAGATIONLETTERS,VOL.10,2011中提出了一种具有单陷波的超宽带天线，该天线的辐射单元为一微带馈电的圆形单极子，通过在馈线两侧加载两个普通蘑菇型EBG结构形成了5.15GHz～5.95GHz频段的陷波，天线的整体尺寸为39mm×35mm×1.8mm，这是由于该天线使用了矩形蘑菇形EBG结构，致使天线体积较大。又如《电视技术》2015年第5期页码57-60，“具有双带阻特性的超宽带缝隙天线”文章中，韩曹政、唐晋生提出了一款具有双陷波特性的超宽带缝隙天线，天线的辐射单元为一微带馈电的圆形贴片，在地板上开有半圆和多边形组合而成的宽缝，在馈电点下方的地板上挖一个三角形缺口，形成渐变结构，天线频段范围覆盖3.1GHz～10.6GHz，天线整体尺寸为30mm×30mm×1.6mm，通过在该天线的地板和馈线上分别蚀刻L形和折叠倒U形缝隙，从而形成WiMAX(3.2GHz～3.7GHz)和WLAN(5.0GHz～5.9GHz)两个陷波波段。但其刻蚀缝隙所产生的陷波频段内的电压驻波比较小且体积较大。再如中国专利申请，申请公布号CN104681964A，专利名称为“一种新型的三陷波超宽带天线”的中国专利，就提出了一种三个陷波特性的超宽带天线，该天线的辐射单元为一微带馈电的圆形单极子，由此单极子产生超宽带特性，天线频段范围覆盖3.1GHz～10.6GHz，将三个尺寸不同的L形槽EBG单元分别加载于50欧姆馈线两侧耦合，从而形成WiMAX(3.3GHz～3.6GHz)和WLAN(5.15GHz～5.35GHz和5.725GHz～5.825GHz)三个陷波波段，该天线的整体物理尺寸为42.9mm×34mm×1.6mm，天线体积较大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种小型双陷波超宽带天线，在满足天线在WiMAX频段和WLAN频段良好的陷波效果前提下，有效的减小天线的尺寸。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：