[发明专利]小型平面超宽带天线

说明书

本发明涉及一种小型平面超宽带天线，包括介质基片、缝隙、微带馈线及SMA射频连接器，介质基片为相对介电常数4.4，的FR4板材，缝隙为去除介质基片上表面圆状的金属层留下的直径是20‑24mm圆平槽，在圆水平方向上有一缺角，缺角顶点在圆的水平直径上，缺角半径a=11‑15mm，角度θ=13‑17°，在圆下端沿垂直直径向下有一矩形盲口，矩形盲口与圆交点距介质基片底端面11mm，在介质基片另一面的垂直中线上从底端面向上有一条状金属微带馈线，微带馈线尺寸满足50Ω阻抗的要求，SMA射频连接器固定于微带馈线上，介质基片的金属层接地，技术效果是结构紧凑，体积小，易于微波集成，满足超宽带无线通信系统对天线辐射特性的要求，可作为小型超宽带系统的收发天线。

技术领域

本发明涉及一种超宽带天线，特别涉及一种小型平面超宽带天线。

背景技术

近年来，人们对于超宽带技术的研究越来越广泛和深入，主要是因为这个系统有着从3.1GHz到10.6GHz的广阔的频率范围，在短距离内（10米）可以获得很大的数据传输速率，同时由于其自身的低功耗和高容量特点，使之与实用中的蓝牙技术以及IEEE 802.11/a/b/g（54 Mbps/11 Mbps/22 Mbps）相比具有自身的特点和优势。

人们已经设计出多种适用于该频带范围内的天线，但是它们大多数都是立体天线，在设计和制造上困难比较大，而且在实用中会占据很大的空间，难以实现与小型系统的一体化设计。

发明内容

鉴于现有技术存在的问题，本发明提供一种小型平面超宽带天线，其工作频率从3.1GHz到10.6GHz，输出阻抗：50Ω、天线驻波：≤2、平均增益：2.8dBi；

具体技术方案是：一种小型平面超宽带天线，包括介质基片、缝隙、微带馈线及SMA射频连接器，其特征在于：介质基片为相对介电常数为4.4的FR4板材，缝隙为去除介质基片上表面圆形形状的金属层留下的圆平槽，所述的圆平槽直径是20-24mm，圆的上端距介质基片上端面3-5mm，在圆水平方向上有一缺角，缺角顶点在圆的水平直径上，缺角半径a=11-15mm，角度θ=13°-17°，在圆下端、沿垂直直径向下有一矩形盲口，矩形盲口与圆交点距介质基片底端面9-13mm，矩形盲口长4.5-6.5mm、宽4.4-6.4mm，在介质基片另一面的垂直中线上从底端面向上有一条状金属层的微带馈线，微带馈线长、宽尺寸满足50Ω阻抗的要求，SMA射频连接器固定于微带馈线上，介质基片的金属层接地。

本发明的技术效果是，结构紧凑，体积小，易于微波集成。天线在整个工作频带内的辐射方向图的形状能保持稳定而且具有较好的不圆度，天线的辐射方向图带宽与阻抗带宽基本吻合，完全能够满足超宽带无线通信系统对天线辐射特性的要求，可以作为小型超宽带系统的收发天线, 具有一定的实用价值。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，小型平面超宽带天线，包括介质基片1、缝隙2、微带馈线3及SMA射频连接器4，介质基片1的相对介电常数为4.4，厚度为1.6mm，长为37mm，宽为30mm的FR4板材，缝隙2为去除介质基片1上表面一定形状的金属层留下的平槽，所述的一定形状为直径是22mm的圆，圆的上端距介质基片1上端面4mm，在圆水平方向上有一缺角，缺角顶点在圆的水平直径上，缺角半径a=13mm，角度θ=15°，在圆下端、沿垂直直径向下有一矩形盲口，矩形盲口与圆交点距介质基片（1）底端面11mm，矩形盲口长5.5mm、宽5.4mm，在介质基片1另一面的垂直中线上从底端面向上有一条状金属片，即微带馈线3，微带馈线3长、宽尺寸满足50Ω阻抗的要求，SMA射频连接器4固定于微带馈线3上，介质基片1的金属层接地。

本专利提出的一种小型平面超宽带天线, 通过渐变结构和在接地的面上开槽来实现超宽带工作特性, 还可以实现尺寸的缩小。通过数值仿真和实验测量, 充分研究了这种天线的工作特性。结果表明：该天线具有超过4:1 的工作带宽，同时在工作频带内具有良好的稳定辐射特性, 具有较好的使用价值。