[实用新型]一种G形超宽带天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线领域，特别设计一种G形超宽带天线。 

背景技术

无线通信系统正朝着宽带和小型化的方向发展，通信设备中越来越需要性能优良和尺寸较小的器件，使设备的集成度提高和成本降低。超宽带技术具有数据传输率高、对信道衰落不敏感和系统复杂度低等优点，2002年美国联邦通信委员会将3.1-10.6GHz频段划归超宽带的民用频段，在无线通信协议中，又将这一频段划分为3.1-4.75GHz、4.75-7.92GHz和7.92-10.6GHz三个子频段。此后，有效应用这些频段便成为技术研究的重点。天线是通信设备中的重要部件，在小型化设计中，使天线能够覆盖上述频带群，成为人们努力的方向。因此，很多天线形式得到研究，例如阿基米德螺旋天线、等角螺旋天线和对数周期天线等，这些天线结构实现宽带化具有独特优势。每种天线设计都有其优缺点，如杨鹏飞，刘踊等在《2011年全国微波毫米波会议论文集》提出一种小型化超宽带多复合螺旋天线设计，天线在很宽的频带中具有良好的阻抗匹配和辐射特性，但它的尺寸比较大，很难应用到手持设备中。 

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型超宽带天线采用G型螺旋辐射贴片，通过调节螺旋的角度和宽度可以改变电流分布，减弱终端效应；调节靠近微带馈线部分的收敛形状，改善其阻抗匹配特性。得到尺寸小、结构简单的超宽带天线天线。 

本实用新型采用如下技术方案： 

本实用新型超宽带天线包括介质基板、辐射贴片、微带馈线、接地面，其特征是：所述的介质基板正面印刷有辐射贴片、微带馈线和收敛结构，所述的微带馈线与辐射贴片相连，介质基板的背面印刷有接地面。所述的天线的辐射贴片为G形结构且位于介质基板正面，开口向右，G形结构下方微带馈线位于介质基板的中间位置。所述的接地面位于介质基板背面下方，并开具碗形槽，碗形口向上，呈中心对称。所述的辐射贴片与微带馈线相连，G形辐射贴片和微带馈线之间，采用梯形渐变线，呈斜三角形收敛结构。 

本方案有益效果：通过采用一部分阿基米德螺旋天线减小天线尺寸，远离馈电端的阻抗比较大时，靠近馈电端的收敛性的渐变线可以获得良好的阻抗匹配，提高天线带宽，实现超宽带；接地板开碗形槽，改善S₁₁参数，同时提高阻抗匹配的稳定性。 

附图说明

图1是本实用新型超宽带天线的正面图。 

图2是本实用新型超宽带天线的反面图。 

图3是本实用新型超宽带天线的回波损耗曲线图。 

图4是本实用新型超宽带天线的驻波比曲线图。 

图5是本实用新型超宽带天线的输入阻抗曲线图。 

图6是本实用新型超宽带天线在5GHz的辐射方向图。 

图7是本实用新型超宽带天线在7GHz的辐射方向图。 

图8是本实用新型超宽带天线在9GHz的辐射方向图。 

具体实施方式

下面结合实施例及附图，对本实用新型作进一步的详细说明。 

一种G形超宽带天线设计覆盖4.0-11.5GHZ频率范围，该天线是由螺旋辐射贴片1、介质基板2、匹配收敛结构3、微带线4、接地板5组成。 

具体实施方案如下：辐射贴片1位于介质基板2上方，微带馈线3位于介质基板2的下方与辐射贴片相连，两者位于介质基板2的中央。在辐射贴片和微带线之间采用收敛结构3。接地板位于介质板2下面，碗形开槽接地板5，开口向上，居于接地板的正下方中央，中心对称。 

参见图1和图2，标号2为介质基板，其材料是聚四氟乙烯(FR-4)，其介电常数为4.4，长宽高尺寸是25mm×25mm×1.6mm。天线G形结构中螺旋辐射贴片宽3mm，螺旋角度为1.5×π度；微带线长宽尺寸3mm×7mm；收敛结构长宽尺寸为0.5mm×0.2mm；接地板碗形结构半径10mm，碗形结构碗底长方形是长宽尺寸为4mm×1mm。 

图4是本实施例的反射系数曲线图，从图4中可以看到天线的阻抗带宽为4.0-11.5GHz，达到美国联邦通信委员会的频带要求，在此段频率范围回波损耗大于-10dB；图5是本实施例的驻波比曲线图，天线的电压驻波比在4.0-11.5GHz均小于2。图6为天线的阻抗参数，在4.0-11.5GHz阻抗变化不大，变现良好的稳定特性。图7、图8、图9所示分别是本实施例在5GHz、7GHz、9GHz时的天线方向图，可以看出天线有较好的水平全向性，满足设计要求。 

上述实例为本实用新型较佳的实施方式，另外在本实施例的基础上，改变辐射贴片、微带馈线、和接地面的大小；改变碗形槽和收敛结构的尺寸，都应包含在本实用新型的保护范围内。