[实用新型]一种单陷波超宽带单极子天线

说明书

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种单陷波超宽带单极子天线。

背景技术

超宽带(UWB，Ultra-Wide Band)技术是一种新型的无线通信技术，按照美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communications Commission)的规定，UWB通信的频段为3.1GHz～10.6GHz。但是，这个带宽达7.5GHz的频率范围包含了当前无线局域网(WLAN)5.2GHz(5.15GHz～5.35GHz)和5.8GHz(5.725GHz～5.825GHz)的工作频率。为了避免这些频段信号的干扰，需要超宽带天线在5GHz～6GHz范围的频带上产生阻断，即具有陷波(带阻)特性。另外，当前通信系统越来越趋向于小型化与高度集成化，这也对天线的小型化设计提出了较高的要求。

平面单极子天线作为超宽带天线中的一个重要类型，由于其结构简单，以及低剖面、低成本、宽频带、全向辐射等特性，在短距离无线通信系统中，获得了广泛的应用。

目前平面单极子超宽带天线实现陷波功能的方法主要有两种：(1)在天线开槽或加载寄生元形成谐振结构，如中国专利申请号为201510218287.X的专利申请公开了一种具有带陷特性的超宽带单极子天线，该天线在辐射贴片上刻蚀H形槽和十字形槽，从而在3.3GHz～3.7GHz和3.7GHz～4.2GHz两个频带产生带陷特性。该方法是通过在天线辐射贴片上刻蚀不同形状的缝隙，然后调整缝隙的尺寸，使之等于需要抑制的中心频率对应波长的四分之一或一半，即可在相应的中心频率上引入带阻特性。这种设计的缺点在于在天线辐射部分开槽会引起高次模的产生，从而使天线方向图(天线方向函数的图形化表示即为天线的方向图)在高频段畸变；同时改变了表面电流的流径，也增加了天线的交叉极化，使得方向图恶化；(2)在馈线上进行带阻滤波设计，如中国专利申请号为201410809770.0的专利申请公开了一种新型EBG结构的超宽带陷波天线，该天线利用对称分布于阻抗匹配输入微带线两侧的折线型电磁带隙(EBG，Electromagnetic Band-gap)结构实现带阻特性。这种方法的优点是直接把设计好的带阻结构嵌入到微带线(馈线)中，不需要对其它结构进行优化就可以实现较好的带陷性能；不足之处在于该EBG结构额外增加了天线的尺寸，不利于小型化，并且复杂的结构对加工制作提出了较高的要求。

因此，有必要提供一种具有良好的陷波特性且结构简单并有利于小型化设计的单陷波超宽带单极子天线。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术的不足，而提供一种单陷波超宽带单极子天线，能够满足良好的陷波特性、结构简单且有利于小型化设计的要求。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：一种单陷波超宽带单极子天线，包括介质基板，该介质基板的下表面设置有接地板，该介质基板的上表面设置有辐射贴片以及与该辐射贴片相连的微带馈线，该介质基板为长方形介质基板，该辐射贴片覆盖该介质基板的上部，该微带馈线与该辐射贴片的下边缘的中心处相连且沿该长方形介质基板的长边方向向下延伸，该微带馈线的中部刻蚀有带阻谐振单元。

在本实用新型单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该辐射贴片下部开设有穿透该辐射贴片的透孔。

在本实用新型单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该辐射贴片和透孔分别为长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的椭圆形辐射贴片和椭圆形透孔，且该椭圆形辐射贴片的中心与该椭圆形透孔的中心不重合，该椭圆形辐射贴片的短轴与该椭圆形透孔的短轴共线且与该长方形介质基板的长边平行；该椭圆形辐射贴片的长轴与短轴的比值与该椭圆形透孔的长轴与短轴的比值相同。

在本实用新型单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该带阻谐振单元包括刻蚀穿透该微带馈线并沿该微带馈线长度方向延伸的缝隙，在该缝隙内沿该微带馈线长度方向延伸设置有平行且具有耦合间隔的第一耦合线和第二耦合线，该第一耦合线的上端一体连接该缝隙的上边，该第一耦合线的下端为开路的自由端，该第二耦合线的下端一体连接该缝隙的下边，该第二耦合线的上端为开路的自由端。

在本实用新型单陷波超宽带单极子天线的另一实施例中，该接地板覆盖该介质基板下表面的下部，该接地板包括长轴沿长方形介质基板的宽边方向延伸的半椭圆形接地板和与该半椭圆形接地板一体相连的矩形接地板，该半椭圆形接地板与该椭圆形辐射贴片的长轴相等，短轴也相等；该半椭圆形接地板的短轴顶点的切线与该椭圆形辐射贴片下部短轴顶点的切线在该介质基板平面上的投影重合。