[发明专利]一种五陷波超宽带天线

说明书

技术领域：

本发明涉及一种五陷波超宽带天线，属无线通信技术领域。

背景技术：

自从美国联邦通信委员会将 3.1GHz-10.6 GHz 频段划分为超宽带系统频段以来，工业界和学术界已经在超宽带无线电技术领域投入了大量的研究和努力。作为超宽带系统的一个重要组成部分，超宽带天线在宽带阻抗匹配、稳定的辐射方向图、小型化和低成本方面吸引了广泛的研究。

在现有的 UWB 系统分配的频段内，存在多个频段的无线电干扰信号，例如：3.3GHz-3.7GHz频段的WiMAX信号、5.15GHz-5.35 GHz和5.725 GHz -5.825 GHz频段的 WLAN信号、7.25 GHz-7.75 GHz的X波段下行卫星通讯信号和8.025 GHz-8.4 GHz频段的ITU信号。这些信号能够干扰超宽带系统。因此，需要设计有陷波功能的超宽带天线来消除这些不必要的干扰。然而，在已报道的多陷波天线中，含有的陷波通常不超过三个。

本发明设计的五陷波超宽带天线，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容：

本发明在克服现有技术不足基础上，提供一种具有五陷波功能的小型化圆盘形超宽带天线。

本发明利用具有频带滤波功能的天线滤波技术，在辐射贴片上蚀刻三个C形槽、增开两个L形开路枝节，以及在金属接地板上蚀刻两个U形槽，达到对3.3GHz-3.7GHz、5.15GHz-5.35 GHz、 5.725 GHz -5.825 GHz、7.25 GHz-7.75 GHz、 8.025 GHz-8.4 GHz五个波段的陷波。此外，本发明的天线具有紧凑型的结构（26mm*31.8mm*1.6mm），能够很容易的集成到UWB设备中。 

本发明的技术方案如下所述:

本发明包括：一块介质板（1）、印制在介质板（1）同一面上的辐射单元（2）及接地单元（11）、在辐射单元（2）上增开的两个相同的L形开路枝节（5和6）以及馈电单元（10）。如图1所示，介质板（1）是一个矩形板，在介质板（1）的同一面上印制辐射单元（2）、馈电单元（10）及接地单元（11）。辐射单元（2）和馈电单元（10）直接相连。馈电单元（10）和接地单元（11）之间有缝隙（12），形成共面波导馈电。其中，辐射单元（2）是一圆形的金属贴片，其上蚀刻大C形槽（3）、C形槽（7）及嵌套在C形槽（3）中的小C形槽（4）；在圆形的金属贴片两边增开两个L形的开路枝节（5和6）。在为梯形金属贴片的接地单元(11)上分别蚀刻U形的槽(8和9)。

本发明的超宽带特性由辐射单元（2）的圆形金属贴片决定，陷波特性由辐射单元（2）上蚀刻的大C形槽（3）、C形槽（7）、嵌套在C形槽（3）中的小C形槽（4）、在圆形金属贴片两边增开的两个相同的L形开路枝节（5和6）、及在梯形接地单元（11）上蚀刻的两个相同的U形槽（8和9）决定。

本发明通过调整大C形槽（3）、C形槽（7）、嵌套于C形槽（3）中的小C形槽（4）、两个L形开路枝节（5和6）及两个U形槽（8和9）的位置和尺寸来改变谐振频率、中心频率、陷波频率和陷波频带。五个陷波频段相互独立并能够独立的进行调整，减小了相互之间的耦合，便于实现相应的陷波功能。

本发明的馈电单元（10）为共面波导馈电。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

1、具有很好的超宽带性能和陷波特性。能够有效地滤除给超宽带带来影响3.3GHz-3.7GHz频段的IEEE802.16WiMAX系统信号、5.15GHz-5.35 GHz和5.725 GHz -5.825 GHz频段的IEEE802.11a WLAN系统信号、7.25 GHz-7.75 GHz的X波段的下行卫星通讯信号和8.025 GHz-8.4 GHz频段ITU服务信号，并能够独立地调整相应的结构来改变天线的陷波频率，满足陷波可调性，适合特殊场合的应用。

2、结构简单、尺寸紧凑、重量轻、损耗低，满足平面设计的要求；制作成本低、精度高、可重复性好，适合于小型化设备使用，便于批量生产。

附图说明：

图1为本发明结构示意图。

图2为五陷波超宽带天线电压驻波比的仿真和测量结果。

图3-a和图3-b分别为在3GHz时xoz平面和yoz平面仿真与测量的辐射方向图。

图4-a和图4-b分别为在4.5GHz时xoz平面和yoz平面仿真与测量的辐射方向图。