[发明专利]具有三带阻陷波和额外北斗带通频段特性的超宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种超宽带天线，尤其是涉及一种适用于须抑制全球微波互联接入网(WiMax)、卫星通信C波段和无线局域网(WLAN)以及增加额外北斗导航带通频段的超宽带天线。

背景技术

超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术是一种应用于高速无线数据传输和长距离定位的无线通信技术，具有传输效率高、功耗低、成本低、抗干扰能力强等优点，因而近年来成为无线通信的研究热点之一。2002年美联邦通信委员会(FCC)通过了允许超宽带技术民用化的规定,分数带宽大于20％或占用绝对带宽大于500MHz的无线技术定义为UWB,其公开使用的频段为3.1GHz到10.6GHz,传输功率低于-41.3dBm/MHz。自此,UWB技术突破了过去几十年内仅在雷达遥感和军事通信中的应用局限,成为未来短距高速商用无线通信系统实现的有力竞争方案,对其技术上的研究也进入了一个空前的高速发展时期。

作为超宽带通信系统的关键组成部分，超宽带天线的设计成为制约超宽带无线通信信道容量与质量的重要因素。由于超宽带的频带从3.1GHz到10.6GHz，而这个频段内不可避免地存在一些无线通信系统的信号干扰，例如频段在3.4～3.7GHz的全球微波互联接入(WiMax)，3.7～4.2GHz卫星通信C波段以及频段在5.15～5.825GHz的无线局域网(WLAN)等。为了避免这些频段信号的干扰，就有必要设计出具有多带阻特性的超宽带天线。

随着各类无线通信的迅速发展，人们对终端系统的性能要求也越来越高，要求这些终端系统具有小型化、可移动化、多应用兼容等特性，这就要求超宽带天线应该支持多种工作频段，使得超宽带天线具有宽频带或多频段等特征，在缩减无线通信终端系统研制的复杂度的同时，还能保持系统的小型化以及提供兼容不同频段标准的应用。

目前超宽带天线产生陷波的方法一般是在辐射贴片上添加匹配枝节或刻槽结构。通常来说，上述两种方法一种结构只能产生一个有效的陷波，要产生多个陷波就必须使用多个结构，前者产生多个陷波需要加载多个寄生枝节，这样虽然可以有效地产生多个不同带宽的陷波，但是不可避免地要占用较大的面积；后者实现多个陷波需要刻蚀多个不同的缝隙，虽然不会增加天线的体积，但是由于缝隙之间有强耦合，导致很难调节陷波的带宽，增加了天线设计的复杂性。因此，如何产生多个陷波同时具有良好的阻带特性和宽带特性，这成为国内外的研究重点。

如文献所述，国内外主要研究的是超宽带天线、单陷波超宽带天线、双陷波超宽带天线等。([1]P.Vainikainen,J.Holopainen,C.Icheln,O.Kivekas,M.Kyro,M.Mustonen,S.Ranvier,R.Valkonen,and J.Villanen,“More than20antennaelements in future mobile phones,threat or opportunity,”inProc.3rdEur.Conf.Antennas Propag.,Berlin,2009,pp.2940–2943；[2]L.N.Zhang,S.S.Zhong,X.L.Liang,and C.Z.Du,“Compactomnidirectional band-notch ultrawideband antenna,”Electron.Lett.,vol.45,pp.659–660,Jun.2009；[3]O.Ahmed and A.R.Sebak,“A printed monopole antenna with twosteps and a circular slot for UWB applications,”IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,vol.7,pp.411–413,2008；[4]S.Cheng,P.,and A.Rydberg,“Printed slot planar invertedcone antenna for ultrawidebandapplications,”IEEE Antennas WirelessPropag.Lett.,vol.7,pp.18–21,2008；[5]R.Azim,M.T.Islam,and N.Misran,“Compact tapered shape slotantenna for UWB applications,”IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,vol.10,pp.1190–1193,2011)。