[发明专利]一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线

说明书

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线，包括：金属贴片辐射天线、馈电微带线、金属化通孔、螺旋金属贴片、介质基板、接地金属层，所述介质基板上表面设置金属贴片辐射天线；金属贴片辐射天线与馈电微带线相连接；介质基板上设置金属化通孔；介质基板上表面设置螺旋金属贴片；所述介质基板下表面设置接地金属层，接地金属层与螺旋金属贴片通过金属化通孔连接，构成螺旋电磁带隙结构。本发明可以实现超宽带范围内的滤波作用，滤除无线局域网和无线城域网对超宽带通信系统的干扰，实现低剖面、高增益以及宽频带，利于集成，有良好的远场辐射特性。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线。

背景技术

天线是用以发射或接收电磁波的一种元件，一般可从工作频率、辐射方向图(Radiation Pattern)、反射系数(Return Loss)和天线增益(Antenna Gain)等参数来获知天线的特性。近年来，无线通信技术的发展十分迅猛。超宽带(UWB)通信技术利用频谱极宽的超短脉冲进行通信，在精确定位系统、军用雷达以及短距通信等方面已有广泛的应用。UWB信号具有很宽的带宽，因此UWB系统具有极大的系统容量；UWB系统具有高速数据传输能力，支持500Mbit/s的传输速率；UWB系统具有很低的功耗。2002年，美国联邦通信委员会开始将3.1-10.6GHz频段分配给超宽带通信业务使用。由于UWB通信频段内还存在着3.3-3.7GHz的无线城域网(WiMAX)，5.15-5.825GHz的无线局域网(WLAN)等窄带通信系统，为了实现多种通信系统之间的兼容，降低各个通信系统之间的干扰，使用带陷波特性的超宽带天线成为了一种简单而有效的方法。

平面单极子天线具有微带天线的许多优点，如体积小、重量轻、剖面低、结构简单、生产成本低、易于批量生产、馈电网络能够与天线结构一起制作等，同时克服了微带天线的许多缺点，例如：平面单极子天线具有很宽的带宽，性能不易受基片材料的影响，且能够获得全向辐射特性，因此具有陷波特性的平面单极子天线在超宽带无线通信领域中有广泛的应用。设计具有陷波功能的超宽带天线的方法很多，最常用的就是在辐射贴片或接地面上开槽的方法。近年来出现了在天线的介质基板上加载特殊形状的寄生支节、在辐射贴片上开U形、圆弧形缝隙以及缺陷地等结构来实现陷波功能的超宽带天线。这些方法虽然实现了某一波段的带阻特性，但是却存在很大的局限性，如阻带宽度过大导致频率资源的浪费、设计过程繁琐复杂，并且传统的陷波手段会造成天线方向图的畸变，而且这些天线往往结构复杂不利于集成和小型化。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线。

一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线，包括：金属贴片辐射天线1、馈电微带线3、金属化通孔4、螺旋金属贴片2、介质基板5、接地金属层6，所述介质基板5上开有金属化通孔4；所述介质基板5上表面设置金属贴片辐射天线1；所述金属贴片辐射天线1与馈电微带线3相连接，且馈电微带线3的馈电微端口位于介质基板的侧面；所述介质基板5上表面设置螺旋金属贴片2；所述介质基板5下表面设置接地金属层6，接地金属层6与螺旋金属贴片2通过金属化通孔4连接，构成螺旋电磁带隙结构。

本发明的有益效果:

1.本发明通过在金属接地板开槽，并在馈电微带线附近增加简单的螺旋电磁带隙结构，可以实现超宽带范围内的滤波作用，滤除无线局域网和无线城域网对超宽带通信系统的干扰，实现低剖面、高增益以及宽频带，有利于与通信系统实现集成。

2.本发明结构简单、重量轻、体积小、低剖面、易于集成，同时在超宽带天线的通带内还具有稳定的增益和良好的远场辐射特性。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。

图1为本发明实施例的一种基于电磁带隙结构的超宽带陷波单极子天线的结构示意图；