CN104681955A - 一种具有双阻带功能的超宽带天线 - Google Patents
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Abstract
一种具有双阻带功能的超宽带天线，涉及一种超宽带天线。该天线由介质基板（105），介质基板上的辐射单元（101）、阻抗匹配输入微带线（102）、折线型EBG电磁带隙结构（103）、十字交叉型EBG电磁带隙结构（106），介质基板下的金属接地板（104）组成。本发明利用辐射单元、阻抗匹配输入微带线、与金属接地板实现UWB要求的通带带宽，利用两组EBG电磁带隙结构实现双阻带特性。本发明涉及的天线，两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带***对RFID***（6.8GHz）、WLAN***（5.15-5.35GHz）的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种超宽带带阻天线，尤其是涉及一种具有双阻带功能的超宽带天线，该天线可以抑制超宽带***与RFID、WLAN***的相互干扰。
背景技术
2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）批准3.1-10.6GHz频段用于商用通信，因此UWB得到广泛的应用。
然而，由于超宽带通信覆盖的频带较宽，有些频带与其它无线***共用频带资源，有可能和其它***相互干扰，如Wimax***（3.2-3.5GHz)、WLAN***（5.15-5.35GHz），（5.725-5.825GHz）和RFID***（6.8GHz）。如何解决同频干扰成为UWB研究重要内容，因此具有阻带特性的超宽带天线有很高的实用价值。
近年来出现了很多超宽带带阻天线的设计思路，如辐射贴片上开槽、介质板背面寄生金属贴片、增加开环谐振腔、设计工作在不同频带的天线相互形成阻带等。但这些方法都存在局限性，比如天线体积大，不利于***集成；阻带的中心频率不易调节。本发明中，采用近年来受到广泛关注的EBG结构，形成带阻特性。
电磁带隙(Electromagnetic Band Gap，EBG)结构本身具有禁带特性和同相反射的优越性能，应用于天线领域，可以有效地改善天线的辐射方向图，提高增益，减小旁瓣和后瓣等，应用于阵列天线，可减少天线间的相互耦合作用。(Electromagnetic Band Gap，EBG)结构满足了现代无线通信技术对高性能天线的要求，从而使得它在微波通信领域的应用日益广泛。
由于EBG结构具有带禁特性，能抑制特定频段内的电磁波在传输线上的传输，从而形成阻带；且易于和微带线集成，不会占用额外的空间；并且，阻带的中心频率易于调节。因此，EBG结构非常适合应用于超宽带带阻天线的设计中，制作体积小，成本低的超宽带阻带天线。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有双阻带功能的超宽带天线，该天线可以抑制了超宽带***对RFID***（6.8GHz）、WLAN***（5.15-5.35GHz）的干扰。
本发明所采用的技术方案：
本发明包括介质基板（105）、形成于介质基板上的辐射单元（101）、阻抗匹配输入微带线（102）、折线型EBG电磁带隙结构（103）、十字交叉型EBG电磁带隙结构（106），形成于介质基板下的金属接地板（104）。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构（103）的 单元晶格，为指状线（1031）和折线（1032）构成的正方形贴片结构；且指状线（1031）的宽度与各线间的间隙相等，折线（1032）的宽度与折线间的间隙相等。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）的单元晶格，为指状线（1061）和十字交叉贴片结构（1062）构成的正方形贴片结构；且指状线（1061）的宽度与各线间的间隙相等，十字交叉贴片结构（1062）连接贴片结构的四个焊盘。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构（103）的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线（102）两侧；每侧各有3个单元晶格；十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线（102）两侧；每侧各有3个单元晶格。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，辐射单元（101）为圆形贴片。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，介质基板（105）采用GML1000材料。
所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，所述两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带***对RFID***（6.8GHz）、WLAN***（5.15-5.35GHz）的干扰。
该发明天线相对于现有的天线具有以下的特性和优点：
设计简单、结构紧凑、加工方便、成本低廉。
EBG结构的增加，不改变原天线通带内的良好的驻波比与方向图；且具有阻带带宽窄的优点。
通过调整带指状线（1031）（1061）的宽度，可实现阻带中心频率可调。
附图说明
图1是本发明实施实例1的基本结构正面示意图。
图2是本发明实施实例1的基本结构侧面示意图。
图3是本发明实施实例1的基本结构背面示意图。
图4是本发明实施实例1的折线型EBG结构单元晶格结构示意图。
图5是本发明实施实例1的十字交叉型EBG结构单元晶格结构示意图。
具体实施方式
本发明设计了一种具有双阻带功能的超宽带天线，抑制了超宽带***对RFID***（6.8GHz）、WLAN***（5.15-5.35GHz）的干扰。
下面结合附图距离对发明做更详细的描述：
如图1所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，介质基板上的辐射单元（101）、阻抗匹配输入微带线（102）、折线型EBG电磁带隙结构（103）、十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）， 采用铜材料。
本发明的一个实例如图2所示，介质基板（105）是介电常数为3.2的GML1000材料。该介质基板的厚度为0.762mm。介质基板下的金属接地板（104）采用铜材料。
本发明的一个实例如图3所示，介质基板下的金属接地板（104）具有凹槽结构。
如图4所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，所述折线型EBG电磁带隙结构（103）的单元晶格，为指状线（1031）和折线（1032）构成的正方形贴片结构，由其实现WLAN频段阻带特性。
如图5所示，本发明的一种具有双阻带功能的超宽带天线，所述十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）的单元晶格，为指状线（1061）和十字交叉贴片结构（1062）构成的正方形贴片结构，由其实现RFID频段阻带特性。
EBG结构的设计：根据微带传输相关理论，设计满足RFID、WLAN频段内具有阻带特性的电磁带隙结构。所述折线型EBG电磁带隙结构的单元晶格，构成并联谐振结构，；其中电容由指状线（1031）获得，电感由中心到四边的折线（1032）构成；谐振频率和带宽由并联谐振结构的L，C决定；由其实现WLAN频段阻带特性。所述十字交叉型EBG电磁带隙结构的单元晶格，构成并联谐振结构，；其中电容由指状线（1061）获得，电感由连接中心与四边的十字交叉贴片结构（1062）构成；谐振频率和带宽由并联谐振结构的L，C决定；由其实现RFID频段阻带特性。
Claims (7)
1.一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，包括介质基板（105）、形成于介质基板上的辐射单元（101）、阻抗匹配输入微带线（102）、折线型EBG电磁带隙结构（103）、十字交叉型EBG电磁带隙结构（106），形成于介质基板下的金属接地板（104）。
2.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构（103）的单元晶格，为指状线（1031）和折线（1032）构成的正方形贴片结构；且指状线（1031）的宽度与各线间的间隙相等，折线（1032）的宽度与折线间的间隙相等。
3.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）的单元晶格，为指状线（1061）和十字交叉贴片结构（1062）构成的正方形贴片结构；且指状线（1061）的宽度与各线间的间隙相等，十字交叉贴片结构（1062）连接贴片结构的四个焊盘。
4.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，折线型EBG电磁带隙结构（103）的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线（102）两侧；每侧各有3个单元晶格；十字交叉型EBG电磁带隙结构（106）的单元晶格对称分布于阻抗匹配输入微带线（102）两侧；每侧各有3个单元晶格。
5.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，辐射单元（101）为圆形贴片。
6.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，介质基板（105）采用GML1000材料。
7.根据权利要求1所述一种具有双阻带功能的超宽带天线，其特征在于，所述两个阻带分别在5.2Ghz和6.8GHz附近，抑制了超宽带***对RFID***（6.8GHz）、WLAN***（5.15-5.35GHz）的干扰。
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Application publication date: 20150603 |