[发明专利]一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线

说明书

本发明一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，属于无线通信技术领域。本发明加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线由介质板(1)，印刷在介质板(1)正面上的辐射单元(2)、阻抗变换器(6)、50欧馈线(7)和印刷在介质板背面面上的接地单元(8)及“F”型贴片(9)组成。其中：a.辐射贴片(2)上加载了1个大六角星缝隙(3)和6个中六角星缝隙(4)，以及在辐射贴片边缘扩展了24个半六角星贴片(5)；b.接地单元(8)上连接了一个“F”型结构贴片(9)。本发明的优点在于：1、具有超宽带；2、尺寸紧凑，实现了小型化；3、制作成本低。

技术领域

本发明涉及一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，属于无线通信技术领域。

背景

微带天线是最基本和最常用的天线，其主要形式有微带贴片天线、微带振子天线、微带线型天线和微带缝隙天线。与普通微波天线相比，微带天线具有低剖面、易集成以及便于获得圆极化和多频段等优点，得到了广泛应用。但是，微带天线常规设计的频带较窄，功率容量较低，同时，导体和介质损耗较大，降低了辐射效率。

然而，随着无线通信领域的发展，对于微波器件的低损耗、超宽带、小尺寸等特性要求越来越高。超宽带解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它具有对信道衰落不敏感、发射信号功率谱密度低、低截获能力、系统复杂度低、能提供数厘米的定位精度等优点。此外，通信系统的设计逐渐往密集化发展，对于微波器件的设计，小型化技术是必不可少的。因此，传统的微带天线已经不适用与目前的通信系统，必须对其改进。

为了解决以上微带天线的缺点，目前发展了多种技术对微带天线的结构和性能进行改进。如采用分形结构，可以增加天线的带宽，减小微带天线的尺寸；采用陷波技术，可以实现微带线天线超宽带；采用孔径超表面结构可以提高天线的增益；加载超材料和扩展地平面可以实现微带天线的小型化等。以上这些技术的发展大大改善了微带天线的性能，使微带天线更加适用于通信系统，在无线通信领域的发展越来越广泛。

本发明的加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，经文献检索，未见与本发明相同的公开报道。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，设计出一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线。

本发明的一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，由介质板(1)，印刷在介质板(1)正面上的辐射单元(2)、阻抗变换器(6)、50欧馈线(7)和印刷在介质板背面上的接地单元(8)及“F”形贴片(9)组成。其中：

a.辐射单元(2)是印刷在介质板(1)正面上的加载星形缝隙的齿状圆形贴片；

b.圆形贴片半径为R；在圆形贴片上加载1个大六角星缝隙(3)和6个中六角星缝隙(4)，以及在圆形贴片边缘扩展了24个半六角星贴片(5)，形成加载星形缝隙的齿状贴片；

c.加载的1个大六角星缝隙(3)的中心位于圆形贴片的圆心，大六角星中心到大六角星尖角顶点的距离为R/4；

d.加载的6个中六角星缝隙(4)均匀分布在半径为R/2的圆环上；中六角星的中心到中六角星尖角顶点的距离为R/8；

e.在圆形贴片边缘形成24个半六角星贴片(5)；一个半六角星贴片(5)是一个小六角星贴片的一半，24个小六角星贴片的中心均匀分布在半径为R的圆形贴片的边缘上；小六角星的中心到小六角星尖角顶点的距离也为R/8；

e.接地单元(8)上连接了一个“F”型贴片(9)；

f.本发明一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，在圆形辐射单元上加载六角星缝隙和进行边缘扩展后，使天线的下截止频率左移,实现小型化，且带宽得到较大的增加；

g.本发明一种加载星形缝隙的齿状小型化超宽带天线，在接地单元(8)上连接了“F”型结构的贴片(9)，进一步使天线的下截止频率左移，进一步小型化天线结构。