[发明专利]超宽带单极子天线

说明书

本发明公开了一种超宽带单极子天线，该天线包括有单极子、金属地板、馈针，所述馈针穿过所述金属地板连接在所述单极子上，且以所述馈针为中心在所述金属地板上面开有一圆形缝隙；所述单极子设置于所述金属地板上方，由两个上下连接、直径不等的金属圆柱体构成，上部分圆柱直径大于下部分圆柱；所述单极子的轴向截面外周边为矩形阶梯状。阶梯型圆柱单极子相比于现有的单极子，天线阻抗带宽得到明显改善，可以覆盖UWB频段范围；金属地板的设计可以增加天线辐射强度；馈电结构有多种，满足不同使用的需求；工作频段覆盖了3.1GHz‑10.6GHz，此频段适用于超宽带(UWB)通信系统，适用于大范围推广应用，电压驻波比VSWR小于2，反射系数小于0.3。

技术领域

本发明涉及一种应用在超宽带通信中的天线，尤其涉及一种超宽带单极子天线。

背景技术

超宽带(Ultra Wide Band，UWB)技术是目前备受关注的一种新型短距离高速率无线通信技术。2002年2月，美国联邦通信委员会(FCC)规定准许UWB技术在民用领域使用，但发送功率低于-41.3dBm/MHz，可将3.1GHz-10.6GHz的频带用于对地下和隔墙之物进行扫描的成像系统、汽车防撞雷达及在家电终端和便携式终端间进行测距和无线数据通信，还可用于室内定位技术。

将超宽带天线与一般天线区别的标志在于大的工作带宽。天线工作频段满足以下两个条件之一，都可被称作超宽带天线，条件如下：

1、规定带宽表达式如下：

式中，f_H为天线的上限工作频率，f_L为天线的下限工作频率。

2、工作带宽超过500MHz的天线就是超宽带天线。

天线位于无线通信系统中的最前端，具有发射和接收电磁波功能，是无线通信系统最重要的部件之一。超宽带天线在超宽带系统中有非常重要的作用，直接制约着超宽带系统的性能。传统的超宽带单极子天线大多都是印刷单极子，虽然印刷天线具有成本低、制作简单等优点，但是印刷天线的辐射增益小、H面辐射不圆度较大，并不适合用于无线基站通信。现有的单极子天线阻抗带宽较窄，不能覆盖UWB频段，而且不能和电路集成使用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，提供一种天线阻抗带宽得到明显改善，可以覆盖UWB频段范围，增加了天线辐射强度的超宽带单极子天线。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：该超宽带单极子天线包括有单极子、金属地板、馈针，所述馈针穿过所述金属地板连接在所述单极子上，且以所述馈针为中心在所述金属地板上面开有一圆形缝隙；所述单极子设置于所述金属地板上方，由两个上下连接、直径不等的金属圆柱体构成，上部分圆柱直径大于下部分圆柱；所述单极子的轴向截面外周边为矩形阶梯状。

上述技术方案公开的阶梯型圆柱单极子相比于现有的单极子，天线阻抗带宽得到明显改善，可以覆盖UWB频段范围；金属地板的设计可以增加天线辐射强度；馈电结构有多种，天线可以使用在不同的设备，并满足不同使用的需求；基于上述单极子超宽带天线，工作频段覆盖了3.1GHz-10.6GHz，此频段适用于超宽带(UWB)通信系统，适用于大范围推广应用，电压驻波比VSWR小于2，反射系数小于0.3。

进一步的改进在于，所述单极子与所述馈针采用螺丝纹结构连接及固定；在所述单极子和所述金属地板之间设置有圆柱形空心的特氟龙介质作为支撑。

单极子与所述馈针采用螺丝纹结构连接及固定，方便了单极子和馈针固定连接；采用特氟龙介质作为支撑。

进一步的改进在于，在所述单极子和所述馈针的连接部分处，所述单极子采用空心螺丝纹结构。