[发明专利]一种具有滤波功能的超宽带缝隙天线

说明书

本发明公开了一种具有滤波功能的超宽带缝隙天线，包括介质板，在介质板顶面沿中心线设置阶梯馈电微带线，在天线背板中设置有开口缝隙槽，开口缝隙槽的位置与阶梯馈电微带线耦合；在天线背板中，临近开口缝隙槽设置有窄带缝隙槽。本发明在不增加天线本身尺寸的前提下大大提高了边带的频率选择特性，提高了带外干扰信号的抑制，应用在目标探测，目标跟踪以及短距离无线通信等超宽带领域。

技术领域

本发明属于超宽带天线技术领域，涉及一种具有滤波功能的超宽带缝隙天线。

背景技术

随着无线通信技术的发展，近几年超宽带通信技术得到了很好的发展，超宽带天线作为超宽带通信中的重要组成部分，因而收到了广泛的研究。

在实际的工程应用中由于超宽带较宽的带宽，很容易受到带外一些干扰信号的影响。在接收的信号中引入干扰信号会严重影响接收机的接收性能。在传统的工程应用中，通常在接收天线的后端串联一个带通滤波器来抑制带外信号的干扰。然而，这种方法中天线和滤波作为两个独立的器件会增加射频前端的尺寸和成本。因此，设计具有滤波器功能的超宽带滤波器对于减小射频前端的尺寸和降低成本有重要意义。2013年，Sai Wai Wong，提出了一种平面印刷天线，该天线采用4个短路连接线连接辐射面板和地板，实现了频率选择特性的提升以及滤波特性，该天线的尺寸28.5mm×28mm。该天线的不足之处，上下边带频率选择特性调节困难，不容易改善。2016年R.Li and P.Gao，和2017年，Sahoo,Anuj Kumar中都采用了单极子印刷辐射天线，通过在馈电微带线的位置设计具有滤波特性的馈电微带线来提升天线的频率选择特性。这种方法类似于将滤波器集成在天线的馈电端，一定程度上节省了单独滤波器。但是整个天线的尺寸因为加入滤波结构有所增加,分别为28.5mm×28mm，53mm×42mm。在不增加天线尺寸的条件下，提升天线的频率选择特性，使其具有较好的带外抑制效果，这对于超宽带天线在超宽带通信中的应用具有重要意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有滤波功能的超宽带缝隙天线，解决了传统射频前端中独立天线和滤波器尺寸大和成本高的问题。

本发明采用的技术方案是，一种具有滤波功能的超宽带缝隙天线，包括介质板，在介质板顶面沿中心线设置阶梯馈电微带线，在天线背板中设置有开口缝隙槽，开口缝隙槽的位置与阶梯馈电微带线耦合；在天线背板中，临近开口缝隙槽设置有窄带缝隙槽。

本发明的具有滤波功能的超宽带缝隙天线，其特征还在于：

所述的阶梯馈电微带线采用高低阻抗的馈电微带线结构。

所述的阶梯馈电微带线中，阶梯微带线的长度分别为L₄＝2mm，L₆＝1.6mm，L₈＝2mm；阶梯微带线之间的距离分别为L₅＝0.7mm，L₇＝2.4mm，L₉＝2mm；连接阶梯微带线的宽度为W₃＝0.4mm；阶梯微带线终端矩形宽度W₆＝2mm，长度L₃＝5.4mm。

所述的天线背板中开口缝隙槽(3)的开口长度L₂＝4.2mm，缝隙长度L₁₀＝8.1mm，宽度W₁＝0.5mm，开口缝隙槽距离馈电端口的距离为L₁＝15mm。

所述的天线背板中窄带缝隙槽的长度L₁₁＝8.5mm，宽度W₂＝0.5mm。