CN112366457A - 一种小型化双陷波特性的超宽带单极子天线 - Google Patents

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宋阳
杨桢
王雪
李�昊
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Abstract

本发明公开了一种小型化带有双陷波特性的超宽带单极子天线，包括介质基板，辐射贴片，微带馈线，接地板等结构；本设计对辐射贴片和接地板进行改进，其中辐射贴片的结构为基本的椭圆形状，在其表面规则开圆形槽，实现超宽带功能；然后对其添加枝节，实现Wi‑MAX波段的陷波特性；改进的地板是在其中间位置规则的开槽、底边切角实现超宽带特性，然后对其中部挖槽，实现WLAN波段的陷波特性。本次发明的单极子超宽带陷波天线很好的滤除了Wi‑MAX波段和WLAN波段的电磁干扰，并通过ANSYS HFSS15.0进行仿真验证，效果良好，实现了超宽带天线的小型化，使其具有结构简单、抗干扰能力强、辐射性好等优点，具有极高的使用价值，可以应用于多种超宽带***中。

Description

一种小型化双陷波特性的超宽带单极子天线
技术领域
本发明单极子带双陷的波超宽带天线属于无线通讯领域。
背景技术
近年来，随着人们工作和生活的需要，无线通讯技术已经成指数增长趋势，这对天线有了更大的需求和更高的要求。因为超宽带技术具有传输速率高、功耗低、分辨率高等优点，所以超宽带技术已经成为目前最有前途的研究领域。而超宽带天线是超宽带***的核心部件，其性能的好坏直接影响着整个***的传输性能。
自从2002年美国联邦通信委员会将3.1~10.6GHz超宽频带划分到民用领域后，超宽带技术成为了重点的研究领域。超宽带***占用的频带极宽，然而许多窄带通讯频段会强烈干扰UWB***的正常工作。例如Wi-MAX（3.3-3.6GHz）、WLAN（5.15~5.85GHz）等。为了避免这些窄带信号的干扰，需设计具有陷波特性的超宽带天线，而实现小型化具有陷波特性的超宽带天线的是目前研究的重点。
传统上解决超宽带***与窄带***之间的电磁干扰问题，是在超宽带***中引入带阻滤波器，但是这增加了设计的复杂程度和成本；目前解决此问题最好的方法是使用具有陷波特性的超宽带天线，主要是采用开槽法、添加枝节法和寄生单元法等。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、尺寸小、性能稳定、具有双陷波特性的超宽带天线。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：
提供一种小型化带有双陷波特性的超宽带单极子天线，包括辐射贴片、介质基板、微带馈线和接地板。所述的辐射贴片和微带馈线均印制在所述介质板的正面，所述改进接地板印制在所述介质板的背面；所述辐射贴片为椭圆结构，对其中部规则开圆形槽。采用改进椭圆形结构作为辐射贴片，实现了辐射面积最大化又实现了超宽带天线的小型化。
进一步，对椭圆辐射贴片进行圆形开槽，R1长度为7~8mm；
进一步，对圆形槽内添加枝节，谐振环外环半径R2为1.7~2.1mm；谐振环内环半径R3为0.5~0.9mm；矩形枝节长度L5为7~9mm。
进一步，微带馈线线为特性阻抗50的微带馈线，所述微带馈线的长度为19~20mm，其宽度为1.9~2.3mm。
进一步，对接地板进行开槽，分别对矩形接地板顶部开一个矩形槽，底边切两个角。
进一步，底边中部开两个L形槽，边长L3为12-13mm，L4为6-7mm。
进一步，介质基板厚度为为0.8mm，介质板长度L和宽度W分别为40mm和38mm。
本发明具有小型化、辐射性好、结构简单、抗干扰能力强等特点。
附图说明
为了更清楚的说明本发明的技术方案，下面将对附图做简要的介绍。
图1为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线正面图。
图2为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线背面图。
图3为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线回波损耗曲线图。
图4为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线在4GHz频点的辐射方向图。
图5为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线在6.6GHz频点的辐射方向图。
图6为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线在9.8GHz频点的辐射方向图。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的具体实施方式，本发明的特点和优点将会变得一目了然，各个部分在图中用不同标号详细表示出来。
如图1：为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线正面图，包括辐射贴片（1）、介质基板（4）、椭圆规则开圆形槽以及添加谐振环枝节、微带馈线（5）。
如图2：为本发明小型化带双陷波特性的超宽带单极子天线正面图，改进接地板（3）、改进接地板顶部中心开槽，底部切角，以及中部开L形槽。
其中椭圆的长半径为10mm、椭圆短半径7.9mm、椭圆开圆形槽的半径R1为7~8mm，谐振环外环半径R2为1.7~2.1mm、谐振环内环半径R3为0.5~0.9mm，矩形枝节长度L5为7~8mm、微带馈线的长度为19~20mm，宽度为1.9mm、介质基板厚度为0.8mm，介质基板长度L和宽度W分别为40mm和38mm、改进地板的开槽长度L1为9.5-10.5mm、宽度W2为1.9-2.3mm。
辐射贴片（1）的底部与微带馈线（2）相连接，其为50Ω，通过调整谐振环的半径R2、R3的大小以及矩形枝节L5的长度来实现Wi-MAX波段的陷波特性。改进接地板印制在介质基板的背面，在其顶端中部挖一规则的矩形槽和底边切角来实现良好的超宽带特性；在其中部开两个L形槽，通过调整L形槽的长和宽，来实现WLAN波段的陷波特性。
本次发明的带双陷波特性的超宽带单极子天线印制在长、宽、后分别为40mm、38mm、0.8mm的FR4环氧树脂材料的介质基板（4）上，介质基板（4）的相对介电常数为4.4，介质损耗角正切为0.02。
为了进一步验证本发明具有双陷波特性的超宽带天线具有良好的性能，利用ANSYS HFSS 15.0进行仿真建模验证。
如图3所示，本次发明的超宽带天线回波损耗小于-10dB的带宽为2.5~12GHz，完全满足FCC规定的超宽带范围，并且在3.3~3.6GHz，5.1~5.9GHz之间产生了较好的陷波特性，可以有效的消除Wi-MAX波段和WLAN波段两种信号带来的干扰。
图4为本次发明的带双陷波特性的超宽带单极子天线在3.5GHz时的辐射方向图，由图4可知，天线的E面辐射方向图近似呈现“8”字形定向辐射特性，天线的H面辐射方向图近似呈现圆形的全方向辐射特性。
图5为本次发明的带双陷波特性的超宽带单极子天线在6.6GHz时的辐射方向图，由图5可知，天线的E面辐射方向图近似呈现“8”字形的定向辐射特性，天线的H面辐射方向图近似呈现圆形的全方向辐射特性。
图6为本次发明的带双陷波特性的超宽带单极子天线在9.8GHz时的辐射方向图，由图6可知，天线的E面辐射方向图近似呈现“8”字形的定向辐射特性，天线的H面辐射方向图近似呈现圆形的全方向辐射特性。
通过仿真分析表明，本次发明的天线带宽为2.5~12GHz，工作带宽完全满足超宽带的范围，可以同时滤除Wi-MAX波段和WLAN两种信号带来的电磁干扰，其辐射特性良好，具有良好的使用价值。
本实施例揭示的具有双陷波特性的超宽带天线具有小型化、结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强、性能稳定等优点，采用椭圆作为辐射贴片，实现了超宽带天线的小型化，通过辐射贴片开规则矩形槽和改进接地板有效的滤除了Wi-MAX波段和WLAN波段的两种窄带信号的干扰。具有结构简单、小型化、抗干扰能力强、辐射特性好等优点，具有较高的实用价值，可以应用于多种超宽带通信***。

Claims (7)

1.一种具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其结构包括辐射贴片（1）、介质基板（4）、微带馈线（2）、接地板（3）、其结构特点为
其中，辐射贴片（1）和微带馈线（2）均印制在介质基板（4）的正面，改进的接地板（3）印制在介质基板（4）的背面；
其中，辐射贴片为椭圆形，首先对其表面进行规则的开槽，然后添加枝节；
其中，微带馈线与辐射贴片底部相连接；
其中，接地板为矩形，对其顶部及其中心位置进行规则开槽，地板底部切角。
2.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，在椭圆辐射贴片中间挖一个半径R1为7~8mm的圆形槽。
3.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，在其圆形槽内部添加一个谐振环，位于椭圆内的谐振环外环半径R2为1.7~2.1mm，谐振环内环半径R3为0.5~0.9mm，谐振环下部矩形枝节L5长度为7~8mm。
4.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，所述微带馈线为特性阻抗50 的微带馈线，所述微带馈线的长度Lf为19~20mm，其宽度W1为1.9mm。
5.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，所述改进地板的中部开槽长度L1为9.5~10.5mm，宽度W2为1.9~2.3mm；地板底部切角边长L2为10~12mm。
6.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，所述改进地板开两个L形状的槽，其两边长，L3为12~13mm，L4为6~7mm。
7.根据权利要求1所述的具有双陷波特性的单极子超宽带天线，其特点是，介质基板厚度为0.8mm。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113809537A (zh) * 2021-09-24 2021-12-17 南京邮电大学 一种新型双频段5g偶极子天线
CN114744400A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 湖南大学 一种小型化超宽带陷波天线

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130035050A1 (en) * 2010-01-13 2013-02-07 Agency For Science, Technology And Research Antenna and Receiver Circuit
CN205646144U (zh) * 2016-04-28 2016-10-12 天津职业技术师范大学 平面wlan陷波超宽带微带天线
CN106252852A (zh) * 2016-09-18 2016-12-21 北京石油化工学院 单极子超宽带天线
CN206271875U (zh) * 2016-12-15 2017-06-20 温州大学 一种具有三陷波特性的超宽带天线
CN106876924A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 哈尔滨黑石科技有限公司 一种基于缺陷地结构的uwb天线
CN109980350A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 南京信息工程大学 一种小型化平面印制超宽带陷波天线

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130035050A1 (en) * 2010-01-13 2013-02-07 Agency For Science, Technology And Research Antenna and Receiver Circuit
CN106876924A (zh) * 2015-12-10 2017-06-20 哈尔滨黑石科技有限公司 一种基于缺陷地结构的uwb天线
CN205646144U (zh) * 2016-04-28 2016-10-12 天津职业技术师范大学 平面wlan陷波超宽带微带天线
CN106252852A (zh) * 2016-09-18 2016-12-21 北京石油化工学院 单极子超宽带天线
CN206271875U (zh) * 2016-12-15 2017-06-20 温州大学 一种具有三陷波特性的超宽带天线
CN109980350A (zh) * 2019-05-06 2019-07-05 南京信息工程大学 一种小型化平面印制超宽带陷波天线

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113809537A (zh) * 2021-09-24 2021-12-17 南京邮电大学 一种新型双频段5g偶极子天线
CN113809537B (zh) * 2021-09-24 2022-11-08 南京邮电大学 一种双频段5g偶极子天线
CN114744400A (zh) * 2022-06-13 2022-07-12 湖南大学 一种小型化超宽带陷波天线

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