[发明专利]一种低剖面的超宽带天线

说明书

本发明公开的超宽带天线，通过利用渐变结构的馈电铜柱和金属化过孔的方式实现了天线覆盖宽带的展宽，解决了微带天线相对带宽窄的问题。本发明公开的超宽带天线，通过利用方形地板代替圆形地板，实现结构整体尺寸的缩小，解决了大部分微带天线方案地板直径大于一个波长的问题，且剖面结构低，能够更好地封装在便携终端中。此外，本发明的超宽带天线结构简单，易于加工，成本较低，适合大批量生产和应用。

技术领域

本公开涉及无线通信，更具体地，本公开涉及一种低剖面的超宽带天线。

背景技术

随着数据业务和多媒体业务的快速增加，在短距离高速率无线通信的基础上，人们对位置信息感知的需求也日益增大。对于大型建筑内部、城市密集区域，以及桥梁、水坝、山体、基坑等区域的定位监测，有助于实现对人员的安全监控、紧急救援，对物资的运输管理、分配调度，以及对自然灾害的预防和监测等。由于具有建筑群密集，遮挡，环境复杂监测空间狭小GPS、北斗信号往往不能深入覆盖，导致空间定位困难。

现有技术中，通过自建定位系统实现在特定区域中对指定目标的定位。UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，利用纳秒至皮秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB具有脉冲宽度窄，抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势，广泛应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。以UWB信号作为定位信号的定位系统可以弥补天空卫星无法覆盖的区域，方便布置，实现狭小空间的位移监测。而用于发射和接收UWB定位信号的UWB天线是影响定位性能的关键因素。

作为UWB定位系统终端的天线需要满足以下要求：1.工作频带覆盖UWB标准6～9GHz；2.方向图全向以覆盖足够大的空域；3.物理尺寸小，剖面低；4.易于集成，加工简单。目前UWB天线主流的解决方法是采用印刷单极子形式的天线，虽然能够部分满足带宽和方向图的性能要求，但剖面较高，安装位置受限且不美观。

因此，研究一种结构简单，易于加工，物理尺寸小，剖面低，且符合UWB工作特点的天线成为了本领域研究人员亟需解决的问题。

发明内容

依据本发明的一个方面，公开了一种低剖面的超宽带天线，包括：介质基片(1)，具有上表面和下表面；主辐射单元(3)，电镀于介质基片(1)的上表面；天线地板(4)电镀于介质基片(1)的下表面；其中，主辐射单元(3)为圆形铜箔贴片，天线地板(4)为正方形铜箔地板；主辐射单元(3)的圆周同心等角45°均匀设置8个金属化过孔(2)，所述金属化过孔(2)贯穿所述介质基片(1)连通至天线地板(4)，以实现主辐射单元(3)和天线地板(4)的电性连接；所述超宽带天线还包括馈电铜柱(6)，所述馈电铜柱(6)具有上顶面和下底面，上顶面直径大于下底面直径，其中，上顶面耦接至主辐射单元(3)圆心处，所述天线地板(4)的中心处具有直径与馈电铜柱(6)下底面直径成一定比例关系的圆形通孔(5)，馈电铜柱(6)的下底面经由天线地板(4)的圆形通孔(5)与馈电接口实现馈电。

本发明公开的超宽带天线，通过利用渐变结构的馈电铜柱和金属化过孔的方式实现了天线覆盖宽带的展宽，解决了微带天线相对带宽窄的问题。本发明公开的超宽带天线，通过利用方形地板代替圆形地板，实现结构整体尺寸的缩小，解决了大部分微带天线方案地板直径大于一个波长的问题，且剖面结构低，能够更好地封装在便携终端中。此外，本发明的超宽带天线结构简单，易于加工，成本较低，适合大批量生产和应用。

附图说明

图1给出依据本发明一种实施例的低剖面超宽带天线结构的俯视图；

图2给出依据本发明一种实施例的低剖面超宽带天线结构的仰视图；

图3给出依据本发明一种实施例的低剖面超宽带天线结构的剖面示意图；

图4给出如图1至3所示实施例的超宽带天线结构仿真和测试的回波损耗特性曲线图。

附图中的标记对应的具体含义如下：