[发明专利]一种缝隙加载微带结构的超宽带天线

说明书

本发明公开了一种缝隙加载的微带结构超宽带天线，包括介质基板，介质基板的顶层安装有矩形微带辐射贴片、阶梯阻抗微带贴片和微带馈线，介质基板的底层对应位于微带馈线的位置安装有矩形微带接地板，阶梯阻抗微带贴片用于矩形微带辐射贴片和微带馈线的阻抗变化的过渡连接；阶梯阻抗微带贴片位于微带馈线一侧的边加载两条轴对称的I型缝隙结构；矩形微带辐射贴片位于阶梯阻抗微带贴片一侧的边加载有两条轴对称的L型缝隙结构。本发明的微带结构超宽带天线加载的L型缝隙结构和I型缝隙结构,可有效地提高微带天线的工作带宽、改善带内特性、提高天线方向图的稳定性，具有较高的天线增益，并易于集成和生产制造。

技术领域

本发明涉及微带天线领域，尤其涉及一种缝隙加载微带结构的超宽带天线。

背景技术

自从美国联邦通信委员会(FCC,Federal Communications Commission)宣布商业通信应用超宽带系统的频带为3.1-10.6GHz,超宽带技术开始引起越来越多专家学者和工程技术人员的关注。

随着通信技术的发展，超宽带技术已经用于各种雷达和通信系统中。很多无线设备必须同时提供声音、图像和数据等服务，这种需求要求我们提供能够覆盖不同频带和通信系统的超宽带天线。对于超宽带系统，天线设计必须为宽频带，结构紧凑和全向辐射。

传统的对数周期结构和螺旋天线是一个立体结构，通过从天线不同部分辐射不同频率分量实现超宽带特性。像矩形单极结构和圆柱单极结构的超宽带天线不是平面结构，不能和电路板集成以及和设备共形。如文献1：M.J.Ammann and N.C.Zhi.Widebandmonopole antennas for multi-band wireless systems[J].IEEE Antennas PropagMag,2003,45(2):146-150；

文献2：Z.N.Chen,M.Y.W.Chia and M.J.Ammann.Optimization and comparisonof broadband monopoles[J].IEE Proceedings:Microwaves,Antennas andPropagation,2003,150(6):429-435。

目前，蓝牙，WLAN，可穿戴设备等通信系统都是共存的，无线设备必须同时提供声音、图像和数据等服务，每个通信系统使用单独的接收和发射天线会使电路复杂，体积增大。为了使设备结构紧凑，要求能够提供覆盖不同频带和通信系统的超宽带天线。

因此，超宽带天线的发展趋向于小型平面天线的开发，以便和设备共形或者集成到PCB板上，主要应用于可穿戴设备，低功耗设备当中。这方面已公开的如文献3：Q.Wu,R.Jin,J.Geng and M.Ding.Compact CPW-fed quasi-circular monopole with verywide bandwidth[J].Electronics Letters,2007,43(2):69-70；

文献4：R.B.V.B.Simorangkir,A.Kiourti and K.P.Esselle.UWB WearableAntenna With a Full Ground Plane Based on PDMS-Embedded Conductive Fabric[J].IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters,2018,17(3):493-496。

专利200610053978.X公开了一种圆盘单极天线加人工电磁介质材料的超宽带天线，但是此种结构需要打过孔到接地板，工艺复杂。而且电压驻波比差，带内性能非常不好。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明的目的是提供一种结构简单、工作频率超宽、面积较小的辐射特性一致的微带结构的超宽带天线。

为实现上述目的，本发明提供了一下方案：