[发明专利]具有双陷波特性的超宽带单极子天线

说明书

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体的说，是涉及具有双陷波特性的超宽带单极子天线。

背景技术

近年来，无线通信发展十分迅速，与之相关的无线通信技术、通信系统、通信设备等也成为研究的焦点。加上可穿戴设备及技术的日新月异，应用于如以人体为中心的无线通信系统、植入式医疗设备等领域的可穿戴天线越来越受到重视。但是，随着基于无线雪崩式应用的出现，频带资源的紧张、频带利用率低、工作带宽窄、不同设备或天线的工作频带发生重叠等问题也同样不能忽视，这都影响到天线的可靠性和无线通信系统的实用性。

2002年，美国联邦通信委员会(FCC)发布了新的宽带通信系统规范，目的是缓解频带资源的紧张以及应对高速通信的需求，将3.1-10.6GHz频段分配给超宽带通信使用，宽带及超宽带技术将广泛用于工业、医学、民用生活等领域。然而，超宽带天线的工作频段与现存的窄带系统，如全球微波接入(WiMAX 3.SGHz)和无线局域网(WLAN 5.2/5.8GHz)频段重叠，因而容易产生干扰。为了滤除这些干扰，需要在UWB系统中加入滤波器，这无疑增加了成本及系统复杂度。为了克服这一缺陷，在超宽带系统中，具有陷波特性的天线就显得尤为重要。通过对传统UWB天线进行一定的改进，使天线自身具有滤波功能，就形成了陷波天线。目前常用的产生陷波的方法是在辐射贴片上刻槽或添加匹配枝节结构。但这些方法通常只能产生一个阻带或是结构较为复杂，不易加工。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有双陷波特性的超宽带单极子天线，该天线在3.6GHz和5.5GHz的两段频段处产生陷波特性，实现了WiMAX(有效工作频段为3.3-3.7GHz)和WLAN(有效频段为5.2-5.8GHz)的阻带特性，抑制了它们对超宽带系统的干扰。该天线尺寸小、结构简单、易于制作，适于无线通信系统及设备，是最近电磁领域、可穿戴设备领域研究的热点，有极大的发展前景。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

具有双陷波特性的超宽带单极子天线，包括接地板、介质基板、馈电网络和辐射贴片，所述介质基板的厚度为0.8mm，接地板设于介质基板一侧，介质基板的另一侧设有馈电网络和辐射贴片，所述辐射贴片的上部的左右两侧相对称设有倒角，辐射贴片的中部刻蚀有第一U形槽、第二U形槽和凸形槽，所述第一U形槽倒立设置且与所述凸形槽一体连接，辐射贴片的下部左右两侧相对称地设有矩形结构，矩形结构之间设有弧形结构，所述接地板与所述介质基板的宽度相等。

所述介质基板的规格尺寸为36mm×33mm。

所述介质基板的相对介电常数为4.4，损耗正切值为0.02。

所述接地板的宽度为16mm。

所述第一U形槽和第二U形槽的宽度分别为12mm和9mm。

与现有技术相比，本发明的技术方案所带来的有益效果是：

1.本发明天线在3.1—11GHz(3.3-3.75GHz频段以及4.27-5.6GHz频段除外)频段内的回波损耗小于-10dB，并且具有良好的辐射性能，满足超宽带系统对天线设计的要求。

2.本发明天线带宽为3.10-11.12GHz，在3.3-3.75GHz频段以及4.27-5.6GHz频段产生陷波特性，除此频段，天线在有效带宽内回波损耗小于-10dB，电压驻波比VSWR<2。在3.3-4.5GHz频段产生的带陷特性，能很好的抑制WiMAX(有效工作频段为3.3-3.7GHz)及WLAN(有效工作频段为5.2-5.8GHz)等窄带系统对超宽带系统产生的干扰，从而提高了该天线的实用性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是是本发明的侧视结构示意图。

图3是本发明具体实施例的结构尺寸示意图。

图4是本发明天线中辐射贴片在有第一U形槽、第二U形槽和凸形槽状态下的回波损耗仿真结果。

图5是本发明天线中辐射贴片在有无任何槽状态下的回波损耗仿真结果。

图6是本发明天线中辐射贴片只有第一U形槽和第二U形槽状态下的回波损耗仿真结果。

图7(a)、图7(b)和图7(c)分别是本发明天线分别在3.5GHz、7.5GHz和9.5GHz三个频率处的辐射方向图。

附图标记：1-接地板 2-介质基板 3-馈电网络 4-辐射贴片 5-第一U形槽 6-第二U形槽7-凸形槽

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述：