[发明专利]一种柔性超宽带滤波天线

说明书

本发明公开了一种柔性超宽带滤波天线，包括介质基板、辐射贴片、馈电线和接地板，该介质基板采用聚酰亚胺柔性材料，其上侧设有辐射贴片、馈电线和接地板。所述辐射贴片开互补C型槽的矩形贴片，通过在介质基板上印刷压延铜构成，其下端采用两半圆渐变结构。所述馈电线开倒U型槽，馈电线与辐射贴片下端相连。所述接地板为阶梯结构位于馈电线两侧，同时对称接地板开对称倒L型槽。通过HFSS软件对天线进行仿真，该天线覆盖频段为2‑10GHz的超宽带频段，带内滤波频段为3.31‑3.75GHz、5.01‑6.05GHz和7.32‑8.62GHz分别对应了WiMAX、WLAN和卫星X波段。该天线具有体积小、低损耗、带内滤波、柔软可穿戴等特点，适用于体域网、短距离通讯、可穿戴设备等等领域，有很好的应用场景。

技术领域

本发明涉及柔性天线、滤波天线、超宽带天线领域，主要应用于短距离无线通讯、体域网通讯领域。

背景技术

随着科技的快速发展，以人为中心的交互场景越来越多，例如医疗卫生监控、智能家居、智能车机系统等等方面。更高的通讯速率、更小的功耗、更宽的带宽等通讯问题随之而来，从2002年美国联邦通讯委员会发布3.1-106GHz频段为超宽带无线通讯所用，此时短距离无线通讯出现一个更好的解决方案。

超宽带所带来的优势在于宽带宽、低延时、低功耗等特点，超宽带所面临的挑战也是很多的，尤其突出的问题在于带内干扰。由于超宽通讯所占用的带宽较大覆盖了现有的窄带通讯频段，现如今的窄带通讯非常发达，信道拥挤比较严重，这就意味着超宽带通讯的带内干扰问题较为严峻。本发明在超宽带天线上做出改变使其具有较好的带内滤波功能，实现以最小的成本到达超宽带的抗窄带通讯干扰的能力。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有的技术的缺点，实现超宽带天线的柔性化、带内滤波能力、小型化等特点，本发明提供一种以聚酰亚胺为基板材料的柔性天线，天线仿真结果表明，本发明天线工作频段为2-10GHz，带内滤波频段为3.31-3.75GHz、5.01-6.05GHz和7.32-8.62GHz；在非陷波频段回波损耗小于-10dB，电压驻波比小于2；在陷波频段回波损耗大于-10dB，电压驻波比大于2；同时天线具有全向辐射的能力，天线具有柔性、带内抑制、宽带宽、低损耗与低剖面等优点。

本发明的技术方案：

一种柔性滤波天线，包括介质基板1、辐射贴片2、馈电线3和接地板4；介质基板1采用的是聚酰亚胺柔性材料，其上面设有辐射贴片2、馈电线3和接地板4；辐射贴片2为中心开互补C型槽的半圆形贴片；馈电线3与辐射贴片2下端相连；馈电线3开倒U型槽；接地板4为阶梯结构位于馈电线两侧，同时对称接地板4开对称倒L型槽。

进一步，所述的介质基板1厚度为0.2mm，长度为30mm，宽度为35mm。

进一步，所述的介质基板1采用聚酰亚胺柔性材料，其介电常数为3.4，损耗角正切值为0.008。

进一步，所述辐射贴片2为中心开互补C型槽，其下两个角采用半圆形结构；两个C型槽的尺寸为内径R1＝2.4mm、R2＝5.4mm；两个环的缝隙宽度d1＝0.1mm、d2＝0.7mm；半圆形结构尺寸为R＝13.5mm；两个互补C形槽相嵌套放置，开口方向相反，里面尺寸小的C型槽的开口向上，外面尺寸大的C型槽开口向下、其开口朝向辐射贴片的半圆底面，两个C型槽共用一个中心点，两个C型槽的缺口角度θ＝22°。

进一步，所述馈电线3开倒U型槽，U型槽尺寸为长度d3＝9mm、宽度d4＝1.2mm，槽的缝隙尺寸为s1＝0.1mm，馈电线尺寸为：长度为lf＝10.2mm，宽度wf＝1.6mm。

进一步，所述接地板4为对称阶梯型贴片，共包含三层阶梯，其尺寸为：总高度L1＝9.2mm，自上而下第一层阶梯的高度为L2＝4mm、第二层阶梯的高度L3＝4mm、第三层阶梯的高度为1.2mm；阶梯结构底部宽度为W1＝13.95mm；同时对称接地板4开对称倒L型槽，L型槽尺寸为d5＝5mm、d6＝8mm，缝隙尺寸为s2＝0.1mm；。