[发明专利]带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及通信领域中的一种具有带阻特性的超宽带天线，更特别地说，是由带有T型结构的圆环和矩形结构的匹配枝节实现其在3.0～11.0GHz超宽带频段内通信且在5.1～5.8GHz频段内具有带阻特性的超宽带天线。 

背景技术

2002年2月，美国联邦通信委员会（FCC）批准将3.1～10.6GHz的频段作为超宽带（UWB）系统可使用的频段。从那以后，无线超宽带系统的设计得到越来越多的关注。UWB系统具有优良的抗多径干扰，宽频带和高数据率等优点。而在无线UWB系统中最重要的组成部分是UWB天线。对于UWB天线的要求，主要包括在超宽带内（3.0～11.0GHz）良好的阻抗匹配，稳定的增益和良好的全向辐射特性，并且要求天线小型化以及制造成本低廉。 

UWB天线工作在如此宽的带宽内，可能接收到同一环境中在此频段内工作的来自其它通信或射频系统的干扰信号，比如无线局域网（WLAN）的IEEE802.11a，频段工作在5.150～5.350GHz和5.725～5.825GHz，HIPERLAN/2频段工作在5.150～5.350GHz和5.470～5.725GHz，它们都将会对超宽带工作系统构成干扰。因此设计一种具有带阻功能的超宽带天线，用来滤除其它窄带信号的干扰，是非常有必要和实际的。较常用的方法是在天线后面添加滤波器或者设计多个工作在不同频段的天线相互形成阻带以达到滤除干扰频段信号的功能，但这增加了天线的体积和成本。一个更有效的方法是通过在天线的辐射单元上添加T型、π型或U型结构带以改变辐射单元表面电流分布以达到带阻的功能，但是这通常只能提供一个阻带，不能彻底滤除潜在的干扰。T型结构能在天线中起到带阻特性在文献《Z.Liu,H.Deng,and X.He,A New Band-Notched UWBPrinted Monopole Antenna》（Global Symposium on Millimeter Waves,pp.291-294,2008）和《C.Hong,C.Ling,I.Tarn,and S.Chung,Designof a Planar Ultrawideband Antenna With a New-Notch Structure》（IEEETransation on Antennas Propagation,vol.55,no.12,pp.3391-3397,Dec.2007）中进行了具体分析。。 

此外，超宽带单极子天线采用共面波导馈电，由于尺寸小，且在超宽带内具有阻抗匹配特性和全向辐射特性而在UWB领域广泛应用。文献《K.Lau,P.Li,and K.Man,A Monopolar Patch Antenna with Very WideImpedance Bandwidth》（IEEE Transation on Antennas Propagation, vol.53,no.3,pp.1004-1010,Mar.2005）公开一种超宽带单极子贴片天线。由共面波导馈电的超宽带天线具有低剖面，宽带宽，低功耗，易与电路集成等特点，因此广泛应用于通信系统。 

发明内容

本发明的目的是提出一种新型的带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，不但满足了FCC提出的超宽带要求，而且在5.1GHz～5.8GHz实现了带阻功能，避免了使用天线设备之间的干扰。该天线结构简单，易于加工，便于与有源电路集成。 

本发明的一种带有T型结构和匹配枝节的具有带阻特性的超宽带天线，该超宽带天线包括T型结构带（1）、圆环辐射体（2）、第一矩形匹配枝节（31）、第二矩形匹配枝节（32）、第三矩形匹配枝节（33）、过渡匹配枝节（4）、微带馈线（5）、左共面金属板（61）、右共面金属板（62）和介质基片（7）； 

T型结构带（1）位于圆环辐射体（2）内； 

第一矩形匹配枝节（31）位于圆环辐射体（2）外部的左侧； 

第二矩形匹配枝节（32）位于圆环辐射体（2）外部的上方； 

第三矩形匹配枝节（33）位于圆环辐射体（2）外部的左侧； 

微带馈线（5）连接在圆环辐射体（2）外部的下方； 

左共面金属板（61）位于微带馈线（5）的左侧； 

右共面金属板（62）位于微带馈线（5）的右侧；