[发明专利]斧形超宽带印刷天线

说明书

技术领域

本发明涉及超宽带天线，尤其涉及一种斧形超宽带印刷天线。

技术背景

这些年来，随着通信技术的飞速发展，人们对通信需求急剧增长，国内外学者对超宽带技术的研究越来越深入和广泛；在雷达、探测、目标定位、电子对抗等军事领域，原有的射频频谱显得非常拥挤，不再适应现阶段的需求。目前超宽带天线的主要实现方法有很多种，例如Vivaldi天线、对数周期天线、螺旋天线等，二十世纪九十年代至今，随着印刷电路和集成电路的发展，特别是FCC于2002年对民用超宽带频段开放以来，应用在短距离无线通信系统中的新型平面印刷超宽带天线不断涌出，相比于其他天线，微带印刷天线具有天线结构简单、易于集成等优点。

发明内容

发明目的：本发明的目的是提供一种能有效抑制无限局域网(WLAN)和全球微波互联网(WiMAX)频带干扰的新型超宽带天线。

技术方案：一种斧形超宽带印刷天线，包括介质材料板，在介质材料板上印制有金属地板，在所述金属地板的中心刻蚀一结构对称的斧头形缝隙，所述斧头形缝隙的外轮廓包括直线段和圆弧段，所述斧头形缝隙的内轮廓所围形成辐射体和共面波导带。

所述内轮廓也包括直线段和圆弧段，其所围辐射体为渐变斧头形结构。

进一步的，在所述辐射体上刻蚀一C形缝隙结构，所述C形缝隙结构的开口朝向所述共面波导带。

在所述辐射体两侧的斧头形缝隙上，印刷有一对结构一致、并关于斧头形缝隙的中轴线左右对称的枝节谐振器。所述枝节谐振器为两条插入斧头形缝隙的折叠带状线，该折叠带状线总长度为21～26mm，其下端与接地边缘平行。

有益效果：与现有技术相比，本发明有如下优点：1、天线阻抗带宽较宽，体积小，剖面低，易于集成；2、陷波实现方法简单；3、可广泛适用于雷达、探测、目标定位、电子对抗等领域。

附图说明

图1为本发明超宽带天线的原理示意图；

图2为图1示意图的电压驻波比仿真曲线图；

图3为对应图1示意图增益仿真结果；

图4(a)-(d)为对应图1示意图在不同频段的天线辐射方向图仿真结果。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本发明的斧形超宽带印刷天线，包括介质材料板1、金属地板2和辐射体4；其中，介质材料板1采用介电常数为4.4的Roggers kappa 438材料，表面形状为矩形，其边长为其边长l为31，宽度w为24mm，厚度h为0.4mm；金属地板2和辐射体4均采用金属镀铜，且金属地板2采用与辐射体4同一平面的矩形结构，该矩形的长宽同介质材料板1的尺寸，在金属地板2的中心位置刻蚀一斧头形缝隙3，该斧头形缝隙3为渐变斧头形状，呈阻抗渐变特性；该渐变斧形缝隙包括内轮廓和外轮廓，内外轮廓均由直线段和圆弧段构成，其中，圆弧部分有平滑表面电流作用，减小截断带来的反射。内外轮廓的圆弧半径分别为r1和r2，本实施例中，r1取值为7.5mm，r2取值为 13.7mm；内圆弧所围即为辐射体4，辐射体4也为渐变的斧头形结构，包括直线段和圆弧段，其圆弧段半径即为r1。本发明的馈电方式采用共面波导的形式，图1中，馈电时将接头的外导体和内导体分别接在金属地板2和共面波导带5，共面波导带5的宽度为 W₁，取值为3.2mm；共面波导带5与金属地板2之间的槽宽(指导带与地之间的槽)为 0.5mm。

进一步的，为了能够在频带内抑制无限局域网和全球微波互联网这两个频段，首先在辐射体4中心刻蚀一C形缝隙结构6，其缝隙上的宽度为0.5mm，总长度在26mm左右，陷波中心频率5.8GHz；其次，在辐射体4两边的介质材料板1上，印刷了一对枝节谐振器7，两个枝节谐振器7枝节谐振器7由两条插入斧头性缝隙的折叠带状线构成，其下端与接地边缘平行，两个谐振器的结构一致，并关于斧头形缝隙3的中轴线左右对称布置；本实施例中，折叠带状线宽0.2mm，总长度为L3，范围为21～26mm，这里的枝节谐振器7的主要作用是产生陷波，L3的长度与陷波的中心频率有着密切的关系，长度由21mm至26mm变化，陷波中心频率由3.7GHz至3.4GHz变化。

本发明的优点可通过仿真结果进一步说明：

如图2所示为电压驻波比仿真曲线图，可以看出电压驻波比小于2的工作频带为 2.7～15.2GHz，包含大部分的移动通信的工作频段，说明本发明具有良好的阻抗带宽特性。