[发明专利]一种应用于铁路通信领域的小型化超宽带微带天线

说明书

本发明公开了一种应用于铁路通信领域的小型化超宽带微带天线，包括基板、位于基板正面的辐射贴片以及位于基板背面的修正地，辐射贴片的中轴线与修正地的中轴线位于同一条直线上；辐射贴片包括依次连接的辐射体、渐变部以及馈电部；辐射体包括相互连接的第一部分和第二部分，第二部分为T型，渐变部为一体连接的矩形和倒置的等腰梯形，馈电部为细长矩形，修正地为凹型；本发明解决了铁路通信领域所使用的天线存在的尺寸较大、安装和集成困难、通信频带较窄、准确性差以及增益较低的问题。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种应用于铁路通信领域的小型化超宽带(UWB)微带天线。

背景技术

超宽带(UWB,Ultra Wideband)通讯技术起源于20世纪50年代末期，此前主要作为军事技术在雷达等通信设备中使用。随着当代无线通信技术的飞速发展，人们对高速无线互连提出了更高的要求，超宽带技术的民用化又被重新提出，并受到人们的关注。超宽带通常是指信号绝对带宽大于500MHz或者是信号带宽与中心频率之比大于25％的脉冲信号。超宽带与常见的通信方式使用的连续载波不同，它采用极短的脉冲信号来传送信息，通常每个脉冲持续的时间只有几十皮秒到几纳秒的时间。这些脉冲所占用的带宽可高达几个GHz，因此最大数据传输速率可以达到几百Mbps至Gbps。在高速通信的同时，UWB设备的发射功率却很小，仅仅是现有设备的几百分之一，这对于普通的非UWB接收机来说近似于噪声，因此从理论上讲，UWB可以与现有无线电设备共享带宽而不干扰现有的其它通讯系统。

超宽带(UWB)天线以其高传输率、低发射功率、抗干扰能力强等优点得到了广泛的关注和研究。另一方面，随着移动手持终端和微波集成电路的快速发展，天线小型化的设计也逐渐成为一种趋势。

现有技术存在以下问题：

(1)目前铁路通信领域所使用的天线基本都是窄带天线，从而导致不同通信频段会使用不同的天线，天线数量较多，占用的体积大。在实际工作中，多天线的布局和集成安装相对较为复杂，同时也难以满足UWB通信方式的要求。

(2)铁路通信领域涉及到多种通信制式，但是目前缺乏能够承载纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲的UWB通信场景下使用的涵盖3.1GHz-10.6GHz频段的超宽带小型化微带天线。

(3)在铁路通信领域，有时会在较小的空间内安装多个不同通信频段的天线，容易导致天线之间的相互干扰和多径效应，也会导致天线的馈电方式的复杂化，而使用超宽带小型化天线可以减少这些问题的困扰。

(4)现有铁路通信领域里面使用的微带天线存在天线工作频带的带宽较窄、单个微带天线的增益不高的问题。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种尺寸小、安装和集成简单、通信频带宽、准确性好以及增益高的应用于铁路通信领域的新型超宽带微带天线，解决了铁路通信领域所使用的天线存在的尺寸较大、安装和集成困难、通信频带较窄、准确性差以及增益较低的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

一种应用于铁路通信领域的新型超宽带微带天线，包括基板、位于基板正面的辐射贴片以及位于基板背面的修正地，辐射贴片与修正地辐射贴片的中轴线与修正地的中轴线位于同一条直线上；

辐射贴片包括依次连接的辐射体、渐变部以及馈电部；

辐射体包括相互连接的第一部分和第二部分，第一部分为顶端设置开口的空心椭圆，且其底端与渐变部的顶端连接；第二部分为T型，且其底端与第一部分的内圆中部连接；

渐变部为一体连接的矩形和倒置的等腰梯形，其底端与馈电部的顶端连接；

馈电部为细长矩形，其短边作为馈电部的底端；

修正地为凹型。