[发明专利]一种全向超宽带天线

说明书

本发明公开一种全向超宽带天线，包括矩形介质基板(1)、天线贴片层(2)、金属接地层(3)和馈电端口(4)；所述天线贴片层(2)包括辐射贴片(21)和微带馈线(22)；所述微带馈线(22)的一端与辐射贴片(21)相连，其另一端与所述馈电端口(4)相连；所述金属接地层(3)包括接地板(31)和第一、第二开路枝节(32、33)；所述接地板(31)为矩形，其一个长边与所述介质基板(1)的一个短边平齐且其中点与所述馈电端口(4)相连，其另一个长边的两端分别与第一、第二开路枝节(32、33)相连。本发明的全向超宽带天线，高频处方向图恶化程度小、在整个工作频带内都保持良好的辐射特性、性能稳定。

技术领域

本发明属于超宽带天线技术领域，特别是一种全向辐射、高频处方向图恶化程度小、在整个工作频带内都保持良好的辐射特性、性能稳定的全向超宽带天线。

背景技术

超宽带天线是超宽带无线通信系统设备的关键部件。随着高速电子集成电路的快速发展，为适应小型集成化的需求，具有质量轻、体积小、剖面低、易于集成等优点的超宽带单极子天线成为了当前的研究重点，在无线通信系统中获得了广泛应用。

然而由于单极子天线结构的简化，天线在获得更宽、更精准的频带范围的同时，也带来了很多辐射性能方面的问题。例如中国发明专利说明书“一款分形超宽带天线”(申请号：201410586712.6，公开日：2017-03-01)所述，该天线辐射单元为分形迭代的金属贴片，由此产生超宽带特性，又采用了蚀刻长方形槽的梯形金属地板用以阻抗匹配。天线具有超宽带、多频工作、驻波比小等优点。但是其在2.5GHz、6.5GHz、9.75GHz的E、H面方向图显示，该天线在高频处(9.75GHz)的方向图形状产生畸变。又如中国发明专利说明书“一种具有低截止频率的紧凑型超宽带天线”(申请号：201410021845.9，公开日：2016-04-20)所述，该发明采用在接地板和圆形贴片上分别挖去缝隙的方式实现了超宽带、低截止频率以及体积紧凑的特性。但根据该发明天线仿真的E、H面方向图示意图显示，整个频带内天线方向图都有较为严重的裂瓣问题，辐射方向不完整。

总之，现有超宽带单极子天线由于金属地板与辐射贴片之间耦合作用对天线性能的影响，导致辐射方向图表现不佳，无法满足电磁信号的有效辐射，尤其在其主要辐射方向的高频端上会产生裂瓣或者出现凹陷，无法全向辐射。

发明内容

本发明的目的在于针对上述已有技术存在的不足，提供一种全向超宽带天线，该天线工作带宽覆盖3-12GHz，同时通过在接地板上加载开路枝节，改善金属地板与辐射贴片之间的耦合作用，降低高频处方向图的恶化，通频带内实现全向辐射。

实现本发明目的的技术方案为：

一种全向超宽带天线，包括矩形介质基板1、贴覆于所述介质基板1上表面的天线贴片层2、贴于所述介质基板1下表面的金属接地层3和置于所述介质基板1一短边侧面的馈电端口4；所述天线贴片层2包括辐射贴片21和微带馈线22；所述微带馈线22的一端与辐射贴片21相连，其另一端与所述馈电端口4相连；所述金属接地层3包括接地板31和第一、第二开路枝节32、33；所述接地板31为矩形，其一个长边与所述介质基板1的一个短边平齐且其中点与所述馈电端口4相连，其另一个长边的两端分别与第一、第二开路枝节32、33相连。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、本发明采用特殊形状的五边形金属片作为辐射单元，整个工作频带范围内保持良好的阻抗匹配。

2、本发明通过在接地板上加载开路枝节，改变电流分布，有效改善金属地板与辐射贴片之间的耦合作用，从而调整天线方向图，在高频端主要辐射方向上方向图无裂瓣，通频带内实现全向辐射。

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明全向超宽带天线的结构示意图。