[发明专利]一种超宽带天线

说明书

本发明公开了一种超宽带天线，包括顶层辐射贴片层和中间介质基板，所述顶层辐射贴片层和中间介质基板紧密相连为一个天线整体。所述顶层辐射贴片层为由两种缝隙和灯塔贴片组成的不规则形状，此形状沿中心线左右对称。其缝隙由圆环缝隙和菱形贴片挖去中间灯塔形贴片的缝隙组成。所述顶层辐射贴片层与微带传输线连接在一起，50Ω矩形微带线馈电。本发明能够在短距离通信系统中得到广泛的应用。

技术领域

本发明涉及一种超宽带天线，特别涉及一种可用于短距离通信系统的超宽带天线，属于超宽带技术领域。

背景技术

超宽带技术最早是由美国伊利诺伊大学的两位学者提出的，最初主要应用于雷达、定位等军工业。随着现代微电子技术和移动通信的迅猛发展，超宽带无线技术的应用也逐渐变得广泛，也逐渐趋于民用化。UWB是通过对具有很陡上升和下降时间的冲击脉冲进行直接调制，从而具有GHz量级的带宽，解决了困扰传统无线技术的有关传播方面的难题，开发了一个具有千兆赫兹容量和最高空间容量的新无线信道。与传统无线技术相比，超宽带技术还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。超宽带技术具有小范围和超强无线设备连接的能力，在短距离通信系统中的得到了广泛的应用。2002年美国联邦通信委员会(FCC)批准了超宽带无线通信系统的频段(3.1～10.6GHz)，从此超宽带天线成为超宽带技术的关键部件之一，受到了国内外研究学者越来越多的关注，成为超宽带技术中的研究热点之一。

上世纪50年代左右，可以说是天线的早期发展阶段。这个时期主要有两种天线：螺旋天线和对数周期天线。这一时期天线的特点是体积较大、不易于加工、而且是频变天线。虽然不能满足现代通信系统，但它们也满足了当时的通信需求。

上世纪50年代-90年代，人们提出了很多种超宽带和非频变天线的设计理论和思路，并且这一阶段的超宽带天线在当时的各类通信系统中都得到了广泛的应用。这一阶段的天线存在着天线接收或者发射信号比较容易失真的缺点。

自2002年美国联邦通信委员会(FCC)批准了超宽带无线通信系统的频段以后，涌现出了很多种超宽带天线，它们的结构和性能各不相同，但是它们具有结构简单、能够方便的与其他通信设备集成、尺寸小型化、保密性好、抗干扰强、高性能的特点，极大的满足了在现代通信系统中的应用。这一阶段的超宽带天线可以分为超宽带平面单极子天线、超宽带印刷缝隙天线以及超宽带印刷单极子天线等多种设计结构和原理各不相同的天线。

发明内容

本发明的目的是提供一种方形缝隙超宽带天线，能够更好的应用于短距离通信系统。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案是提供了一种超宽带天线，包括顶层辐射贴片层、中间介质基板和底层接地板，所述顶层辐射贴片层、中间介质基板和底层接地板紧密相连为一个天线整体，其特征在于，所述顶层辐射贴片层包括两种缝隙和灯塔形贴片：所述顶层辐射贴片初始为一块方形贴片，所述方形贴片上设有一个圆环缝隙，所述圆环缝隙内部设有一个内部保留灯塔形贴片的菱形缝隙；所述辐射贴片结构关于中位线对称。

其中，所述圆环缝隙的外圆半径R2为18.9mm，内圆半径R1为18mm，缝隙宽度为0.9mm。

其中，所述灯塔形贴片包括塔尖和塔座，所述塔座包括上矩形和下矩形。

其中，所述塔尖形状为初始一个大三角形减去若干小三角形；所述大三角形边长为6mm。

其中，所述上矩形长和宽分别为4.5mm、4mm；所述下矩形的长和宽分别为4.8mm、2mm。

其中，所述顶层辐射贴片连接有微带传输线，所述微带传输线为50Ω矩形微带线，所述顶层辐射贴片通过所述50Ω矩形微带线馈电。

其中，所述中间介质基板材料为FR4。