[实用新型]超宽频平面对数周期单极子天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种超宽频天线，特别是一种超宽频平面对数周期单极子天线。 

背景技术

超宽带（UWB）技术是一种新型的无线通信技术。它解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。超宽带技术广泛应用在雷达、定位、电子对抗以及保密通信等领域,长期以来被各国视为尖端军事技术而严加保护。近年来才逐渐对商业应用开放，随即成为了研究热点并获得了快速的发展,涌现出一些具有良好应用前景的新系统：1)超宽带无线通信系统可以灵活地使用一个宽频带并以极低的发射功率收发信号,具有传输速率高、空间容量大、硬件成本低的优势,有望解决现有频谱资源紧张的突出问题,极具商业价值；2)低剖面定向超宽带天线安装方便,电磁兼容性好,具有良好的应用前景，同时在军事领域可以同时实现通信、雷达、导航和电子战的功能，大幅降低天线系统的体积和载荷，实现天线系统在载体上的最优布局，有效减小天线系统的雷达散射截面，是必须抢占的国防技术高点；3)无线互连技术利用片载电路进行高速电路的互连通信，特别是超宽带无线互连方式具有传输时延小、数据传输率高、功耗低、与CMOS工艺兼容性好以及对片载电路干扰小等突出优势，有望从根本上解决当前严重阻碍高速电路发展的“互连线危机”，意义重大。 

特别是随着当今无线通信技术的迅速发展，推动了多模移动终端的发展，由于各种通信标准工作频段的不同，移动终端天线需要同时支持多个工作频段。随着新通信标准的应用，传统多频天线的覆盖频段数量不能满足要求，而受到移动终端体积的限制，在有限的空间内采用多天线将会产生很强的互耦合，而且多天线还将导致终端成本和能耗的提高，所以天线问题将成为今后多模技术发展的阻碍。作为超宽带技术的重要组成部分，超宽带天线，一方面天线具有优良的电磁兼容特性，安装方便解决了终端单频、多频天线间的电磁干扰问题，另一方面超宽带天线由于自身良好的宽频特性，很好的满足率当今不同通信模式下不同频率的使用要求。 

目前，宽频天线的主要技术主要有以下四类： 

1、缝隙加载技术，其通过在天线辐射片上的不同位置加载不同宽度和长度的缝隙，控制天线的谐振频率，并控制不同的谐振频率的频率间距，从而实现宽频；

2、对数周期天线技术，其通过控制周期性向外扩散（或向内收缩）的辐射元的长度的方式控制天线谐振频率，使天线在多频的基础上实现宽频；

3、分形结构技术，其通过设计分形的辐射元的形式控制天线谐振点，进而实现天线宽频覆盖；

4、渐变槽线技术，其通过使用改进的微带-槽线过渡结构控制天线阻抗匹配，达到宽频目的。

然而，上述方法中有的设计复杂（如方法1、2、3），有的尺寸较大（如方法2、4），有的在天线不同谐振点的远场辐射特性差异较大（如方法1、3、4），不能够很好的满足通信需求。 

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种超宽频平面对数周期单极子天线，其设计简单、尺寸较小，并且可以保证各谐振点的远区场辐射特性较小，使得天线更加适用于通信终端的要求。 

本实用新型提供了一种超宽频平面对数周期单极子天线，包括金属板、辐射板、基板、微带线和同轴连接器，其中所述金属板上设置有所述基板，所述基板上设置有所述辐射板和微带线，所述辐射板由第一辐射片和第二辐射片组成，且所述第一辐射片由一第一矩形辐射元和多个第一弧形锯齿辐射元组成，所述第二辐射片由一第二矩形辐射元和多个第二弧形锯齿辐射元组成，所述第一矩形辐射元与所述第二矩形辐射元的一端连接且所述第一矩形辐射元、所述第二矩形辐射元的内外两侧分别设置有所述第一弧形锯齿辐射元、所述第二弧形锯齿辐射元，其特征在于：所述第一矩形辐射元、所述第二矩形辐射元的连接端还连接所述微带线，用于向天线提供电流的同轴电缆与微带线上的任一点连接且将该点作为馈电点，所述同轴连接器的外芯连接所述金属板且内芯连接所述微带线上的馈电点，通过所述馈电点同时激励所述第一辐射片和第二辐射片辐射电磁波，且所述第一矩形辐射元、所述第二矩形辐射元之间夹角小于180°。 

所述第一矩形辐射元、所述第二矩形辐射元之间夹角在40°～90°范围内取值。 

所述微带线位于所述第一辐射片与所述第二辐射片的夹角平分线上。 

所述第一弧形锯齿辐射元、所述第二弧形锯齿辐射元的弧段均以所述第一矩形辐射元与所述第二矩形辐射元的连接点为圆心。