[发明专利]一种紧凑型超宽带缝隙天线

说明书

本发明公开了一种紧凑型超宽带缝隙天线，包括介质板，介质板底面印制有下层金属层，该下层金属层上设置有传输缝隙和辐射缝隙；所述介质板顶面印制有馈电巴伦，馈电巴伦连接信号入射端口，所述介质板顶面还设置有接地贴片，所述接地贴片通过贯穿介质板的导电通道与下层金属层相连；在介质板所在平面上，所述接地贴片的投影位于馈电巴伦的投影与辐射缝隙的投影之间。本发明在介质板顶面加载寄生接地贴片，可以引入新的谐振频率，从而使得紧凑尺寸下天线的阻抗匹配特性得到有效改善。该方法不仅物理机理清晰，而且调谐简单，方便；缝隙天线相对带宽得到有效提高，辐射方向图稳定且具备定向特性。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种紧凑型超宽带缝隙天线。

背景技术

平面印制超宽带天线由于其能收发电磁波的频率范围较宽，现已被大量应用于室内精确定位、点对点数据传输、汽车自动驾驶、目标跟踪等无线通信系统中。另一方面，随着现代无线通信技术的快速更迭与现实社会的客观需要，要求硬件模块具备小体积、轻质量、高集成度等特点，这就往往需要在一个系统中同时植入多幅天线以满足信号传送的需要。然而，大量的天线势必将导致各个通信信道之间的串扰和干扰，导致误码率上升，影响通信质量，并且也不利于系统的小型化和低成本性。这就使得紧凑型的超宽带天线的优势更加明显，且越发受到青睐。此外，在军用领域，比如雷达、导航、电子干扰、电子对抗等应用场景，为了提高通信链路的保密性，通常希望系统的工作带宽足够宽，以使其可以在不同时间、不同地域任意切换工作频率，这也使得担任收发信号的天线具备超宽带工作的特性。

在近年可查的文献中，对于平面印制类型的超宽带天线小型化技术的研究，主要集中于更改馈电结构，增加寄生辐射枝节，缝隙加载，扩展低频电流路径等方法上。这些超宽带天线小型化技术各有特点，均能使天线在一个较小的尺寸下获得超宽带工作。然而，这些技术手段的也受限于物理机理不清晰，调节优化尺寸难度大等弱点。此外，实验发现，当辐射结构在一个紧凑的尺寸下时，其输入端口阻抗特性曲线振荡性加剧，尤其是在低频，很难与系统的特性阻抗匹配，导致其在这个工作频率范围内端口反射系数不理想。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型超宽带缝隙天线，引入接地贴片，在期望的工作频带内增加了一个新的谐振频率，来改善端口的匹配特性，使得整个天线获得了良好的超宽带工作。

本发明通过下述技术方案实现：

一种紧凑型超宽带缝隙天线，包括介质板，介质板底面印制有下层金属层，该下层金属层上设置有传输缝隙和辐射缝隙；所述介质板顶面印制有馈电巴伦，馈电巴伦连接信号入射端口，所述介质板顶面还设置有接地贴片，所述接地贴片通过贯穿介质板的导电通道与下层金属层相连；在介质板所在平面上，所述接地贴片的投影位于馈电巴伦的投影与辐射缝隙的投影之间。本技术方案中，发明人在现有的超宽带缝隙天线基础上，在天线的介质板的印制有馈电巴伦的顶面上设置接地贴片，接地贴片在期望的工作频带内增加了一个新的谐振频率，来改善端口的匹配特性，使得整个天线获得了良好的超宽带工作，实现了在不增大天线尺寸的情况下改善天线的端口匹配特性的目的。

优选的，所述接地贴片印制在介质板顶面上。

作为本发明的进一步改进，所述接地贴片的数量为2个，2个接地贴片关于传输缝隙对称设置。本方案中，采用具有对称分布特性的一对接地贴片，能够尽可能保持天线辐射方向图的对称性和稳定性。

优选的，所述接地贴片为矩形或椭圆形或三角形或多折线形。

优选的，所述导电通道为金属化过孔或金属柱。

优选的，所述接地贴片的长度为0.092λ，λ为电磁波在低频1.9GHz时的真空波长。

进一步，每个接地贴片通过2个导电通道与下层金属层相连。