[发明专利]一种小型化不对称平面超宽带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种小型化平面超宽带天线，特别涉及一种小型化不对称平面超宽带天线，主要用于UWB通信系统。

背景技术

2002年美国联邦通信委员会(FCC)宣布将3.1～10.6GHz频段划归民用，应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定等领域。超宽带(UWB，Ultra Wideband)通信是一种短距离的高速无线通讯方式，能在10米左右的范围内实现数百Mbit/s至数Gbit/s的数据传输速率，这种通讯方式比较适合在家庭内部或办公区域使用，市场应用前景非常广阔。与传统的窄带通信技术相比，UWB技术具有通信容量大、辐射功率密度低、抗多径干扰、定位性高和保密性好等特点。同时，人们对高速率数据通信的需求日益增强，给UWB的发展带来巨大机遇。

UWB天线的设计是超宽带通信的关键技术之一，由于UWB系统主要针对的是短距离高速无线通信，设备终端的小型化是必然趋势，这就对超宽带天线的小型化提出了更高的要求，所以UWB天线不仅需要具有较好的阻抗匹配和辐射特性，还需要具有平面结构和面积小等特点以利于系统集成。

发明内容

本发明的目的是提供一种尺寸小、平面化、结构简单、成本低，适用于超宽带无线通信的非对称超宽带天线。

本发明是这样构成的：

一种小型化不对称平面超宽带天线，由介质板、设置于介质板正面的由导电介质构成的辐射单元和微带馈电单元、以及设置于介质板背面的由导电介质构成的接地单元组成；

所述的导电介质为介质板表面的覆铜层：铜箔。

辐射单元的底部与微带馈电单元的顶部相连，使辐射单元与微带馈电单元合成为一个导电体；接地单元位于介质板的背面下部。

所述的辐射单元呈月牙形，它由一条半椭圆弧、一条半圆弧和一条直线合围而成。半椭圆弧和半圆弧在顶端相交，直线连接在半椭圆弧和半圆弧的底端之间。半椭圆弧和半圆弧的顶端的相交点重合于介质板顶端的一个侧边上，而直线也和所述的侧边相重合。

位于辐射单元下方的微带馈电单元的宽度由窄变宽，形成一直角梯形；直角梯形的高与介质板的上述同一侧边相重合，直角梯形的底边与介质板底端边缘重合。

微带馈电单元的特性阻抗也由窄边处的80欧姆逐渐减小至宽边处的50欧姆。

接地单元为矩形，接地单元的两个侧边和底边分别与介质板的两侧边和底端边缘重合，即接地单元覆盖了介质板下部的整个表面。

接地单元上边缘与位于介质板正面的辐射单元的下边缘在背面的投影相距一距离。

接地单元上边缘与位于介质板正面的辐射单元的下边缘在背面的投影相距的距离为0.1mm。

本发明的优点在于：

1.宽带特性：本发明的超宽带天线频率范围覆盖3.1～10.6GHz的超宽带工作频段，满足超宽带无线通信系统的要求。

2.天线面积很小，和相同性能的平面单极子天线相比，面积减小近70%，适用于对天线尺寸要求极高的超宽带通信系统中。

3.结构简单，整个天线为平面结构，易于系统集成，简单实用，可以印刷制作，性能一致性好，适用于批量生产。

附图说明

图1是本发明小型化不对称平面超宽带天线的顶层结构示意图；

图2是本发明小型化不对称平面超宽带天线的底层结构示意图；

图3是本发明小型化不对称平面超宽带天线的侧视结构示意图；

图4是本发明小型化不对称平面超宽带天线反射系数S₁₁的仿真和实际测试结果图；

在图1至图3中，1为介质板，2为辐射单元，2-1为半椭圆弧，2-2为半圆弧，2-3为直线，3为微带馈电单元，4为接地单元。

具体实施方式

附图为本发明的一个实施例示意图，以下结合附图说明：