[实用新型]阶梯形单带阻超宽带微带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种阶梯形单带阻超宽带微带天线。

技术背景

超宽带天线技术作为超宽带通信系统的重要组成部分得到了人们越来越多的重视。根据2002年美国FCC的规定以及2004年IEEE 802.15.3a的建议，超宽带通信的频段确定为3.1-10.6GHz。

由于超宽带通信覆盖的频带较宽，有些频带与其它无线系统共用频带资源，有可能对其它系统造成干扰，如Wimax系统 (3.2-3.5GHz)和WLAN系统 (5.2-5.9GHz)。设计具有阻带特性的超宽带天线，使天线在Wimax系统和WLAN系统的工作频段内形成阻带特性。设计这种具有阻带特性的超宽带天线的最常用的方法是在辐射体上开狭缝，其原理在于通过选取合适的狭缝改变天线在相应频段的电流分布从而改变阻带特性，而对其它频段没有影响。本节先设计超宽带单极子天线，然后通过开狭缝的方法，获得具有单带阻特性的超宽带天线和具有双带阻特性的超宽带天线。

发明内容

本实用新型为了克服现有技术在无线局域网中频带窄、损耗大的不足，提供一种阶梯形单带阻超宽带微带天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

阶梯形单带阻超宽带微带天线包括微带基板、倒阶梯形辐射贴片、阻抗匹配输入微带线和矩形金属接地板；微带基板上表面设有倒阶梯形辐射贴片和阻抗匹配输入微带线，倒阶梯形辐射贴片的底端与阻抗匹配输入微带线一端相连，阻抗匹配输入微带线的另一端与微带基板的底端相连；微带基板下表面设有矩形金属接地板，矩形金属接地板的底端与微带基板的底端相连。

所述的微带基板为FR4材料。所述的微带基板的长为27mm～30mm，宽为31mm～33mm。所述的倒阶梯形辐射贴片的上底长为14mm～16mm，下底长为10mm～13mm，第一阶梯的宽为10mm～12mm，第二阶梯的宽为1mm～2mm，第三阶梯的宽为0.5mm～1mm。所述的阻抗匹配输入微带线与倒阶梯形辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线的宽度为3mm～3.5mm。所述的矩形金属接地板的长为27mm～30mm，宽为12mm～14mm。

本实用新型工作频带内具有稳定的辐射特性、损耗低、成本低，结构简单、易于制作。

附图说明

图1是阶梯形单带阻超宽带微带天线正面的结构图；

图2是阶梯形单带阻超宽带微带天线背面的结构图；

图3是阶梯形单带阻超宽带微带天线插入损耗曲线图；

图4是阶梯形单带阻超宽带微带天线在3 GHz时的辐射方向图；

图5是阶梯形单带阻超宽带微带天线在5.8GHz时的辐射方向图；

图6是阶梯形单带阻超宽带微带天线在11GHz时的辐射方向图。

具体实施方式

阶梯形单带阻超宽带微带天线包括微带基板1、倒阶梯形辐射贴片2、阻抗匹配输入微带线3和矩形金属接地板4；微带基板1上表面设有倒阶梯形辐射贴片2和阻抗匹配输入微带线3，倒阶梯形辐射贴片2的底端与阻抗匹配输入微带线3一端相连，阻抗匹配输入微带线3的另一端与微带基板1的底端相连；微带基板1下表面设有矩形金属接地板4，矩形金属接地板4的底端与微带基板1的底端相连。

所述的微带基板1为FR4材料。所述的微带基板1的长为27mm～30mm，宽为31mm～33mm。所述的倒阶梯形辐射贴片2的上底长为14mm～16mm，下底长为10mm～13mm，第一阶梯的宽为10mm～12mm，第二阶梯的宽为1mm～2mm，第三阶梯的宽为0.5mm～1mm。所述的阻抗匹配输入微带线3与倒阶梯形辐射贴片2采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。所述的阻抗匹配输入微带线3的宽度为3mm～3.5mm。所述的矩形金属接地板2的长为27mm～30mm，宽为12mm～14mm。

实施例1

阶梯形单带阻超宽带微带天线：

选择介电常数为4.4的FR4材料制作微带基板，厚度为1.6 mm。微带基板的长为28mm，宽为32mm。所述的倒阶梯形辐射贴片2的上底长为15mm，下底长为12mm，第一阶梯的宽为12mm，第二阶梯的宽为1.5mm，第三阶梯的宽为1mm。阻抗匹配输入微带线与圆形辐射贴片采用微带线馈电连接，特性阻抗为50Ω。阻抗匹配输入微带线的宽度为3.2mm。矩形金属接地板的长为28mm，宽为13mm。运用软件对圆型超宽带微带天线的插入损耗曲线和增益等辐射特性进行了仿真测量所得的圆型超宽带微带天线的插入损耗曲线如图3。由图3可见，在2.99~12.06GHz范围内插入损耗小于-10dB，完全可以覆盖超宽带整个频率范围。图4-图6所示为阶梯形单带阻超宽带微带天线分别在3GHz、5.8GHz、11 GHz时的辐射方向图和辐射方向图，在频率为3GHz时的增益为2.7dBi，半功率波瓣宽度为85.7°，在频率为5.8GHz时的增益为3.5dBi，半功率波瓣宽度为74.8°，在频率为11GHz时的增益为3.6dBi，半功率波瓣宽度为148.4°。