基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片超寬帶天線的設(shè)計的制作方法
【專利摘要】基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片超寬帶天線的設(shè)計，屬于電子通信領(lǐng)域，它是超寬帶通信系統(tǒng)的重要組成部分之一。本發(fā)明是對超寬帶貼片天線輻射貼片結(jié)構(gòu)的一種設(shè)計，輻射貼片由大小兩個橢圓和圓組合而成，這種結(jié)構(gòu)有效減小了天線的面積，同時天線的有效帶寬超過了13GHz，有較好的匹配性，并且基本實現(xiàn)了天線的全向性要求。對天線地板結(jié)構(gòu)同樣進(jìn)行了設(shè)計，地板是由矩形，橢圓和圓三種形狀組合而成，有效提升了天線的性能。該結(jié)構(gòu)天線設(shè)計有效減小了天線的面積，利于集成，并且天線有較好的性能，可以很好地作為超寬帶通信系統(tǒng)中的接收天線部分。
【專利說明】基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片超寬帶天線的設(shè)計
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片超寬帶天線屬于電子通信領(lǐng)域，是超寬帶通信系統(tǒng)的重要組成部分。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代的通信系統(tǒng)對帶寬的高要求之下，同時還要求通信系統(tǒng)具有高的傳輸速度。超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)的出現(xiàn)，實現(xiàn)了短距離內(nèi)超帶寬、高速的數(shù)據(jù)傳輸。超寬帶無線通信相對傳統(tǒng)的通信方式，具有傳輸速率高、通信距離短、發(fā)射功率低等多方面的優(yōu)勢。超寬帶接收天線作為超寬帶系統(tǒng)中的重要組成部分，因此對超寬帶天線的研究有重要的作用。
[0003]在UWB天線的設(shè)計中，需要考慮其增益、方向圖、電壓駐波比等性能。超寬帶天線與傳統(tǒng)天線的通信相比，有更高的要求。
[0004](I)阻抗帶寬
[0005]超寬帶天線的設(shè)計根據(jù)FCC規(guī)定的3.1GHz~10.6GHz民用頻段，其工作帶寬達(dá)到
7.5GHz,因此相對傳統(tǒng)的窄帶寬天線來說，UffB天線的設(shè)計有一定的挑戰(zhàn)。
[0006](2)方向圖的穩(wěn)定性
[0007]超寬帶天線為了滿足實際通信的需要，要求天線在某個方向上有很好的全向輻射線，并且天線的方向圖要保持一定的穩(wěn)定性。在寬帶天線的設(shè)計中還需要考慮盡可能去降低天線的損耗，來保證天線的福射效率。
[0008](3)天線的體積
[0009]超寬帶天線的發(fā)展方向，要求小型化和輕型化。由于外接設(shè)備體積越來越小，它要求超寬帶天線更好地去與系統(tǒng)集成，所以天線的小型化必不可缺。因此在UWB天線的設(shè)計中，我們在滿足天線的性能設(shè)計要求的同時，還要向天線的小型化去設(shè)計，更好地滿足實際應(yīng)用的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明設(shè)計了一種新型結(jié)構(gòu)的超寬帶貼片天線，包括輻射貼片結(jié)構(gòu)的設(shè)計以及地板結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。這種結(jié)構(gòu)天線的下限截止頻率在2.9GHz，上限截止頻率超過了 16GHz，并且基本實現(xiàn)了超寬帶天線的全向性要求。
[0011]本發(fā)明基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片天線的結(jié)構(gòu)見附圖1、2、3。結(jié)構(gòu)中的參數(shù)已在圖中標(biāo)示。圖1、2、3給出了天線的主要結(jié)構(gòu)。
[0012]圖1是天線的輻射貼片部分結(jié)構(gòu)。天線的輻射部分是由一個不完全的橢圓環(huán)形貼片I和微帶線2組成。輻射貼片是由橢圓3，圓4以及橢圓5三個形狀組合而成。橢圓3和圓4相交，取公共部分，再對這個公共部分截去橢圓5，剩下部分作為天線的輻射貼片。
[0013]圖2是天線的側(cè)面結(jié)構(gòu)，主要有輻射貼片部分6，基片7以及地板8組成。6即圖1中在基片7正面的輻射結(jié)構(gòu)，8即圖3中在基片7背面的地板結(jié)構(gòu)。
[0014]圖3是天線的地板結(jié)構(gòu)。地板9由矩形10、橢圓11和圓12組成。矩形10和橢圓11相交，去它們的公共部分作為地板的主要部分，再對其截去圓12，剩下的結(jié)構(gòu)作為天線地板的結(jié)構(gòu)。
[0015]本發(fā)明特色:對輻射貼片結(jié)構(gòu)的設(shè)計，有效減小了超寬帶天線的面積，在對天線小型化設(shè)計過程中保證了天線的性能。對天線地板結(jié)構(gòu)的設(shè)計減小了天線面積同時也有效提升了天線的性能。
[0016]本發(fā)明創(chuàng)新點:(I)設(shè)計了一種全新的超寬帶貼片天線的結(jié)構(gòu)；(2)本設(shè)計結(jié)構(gòu)天線的有效帶寬超過了 13GHz，并且有較好的匹配性，基本實現(xiàn)了超寬帶天線的全向性要求。
[0017]本發(fā)明應(yīng)用價值:可以用于超寬帶通信系統(tǒng)的接收部分，很好地匹配FCC規(guī)定的
7.5GHz民用頻段，并且天線的較小面積更易于集成。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1天線輻射部分結(jié)構(gòu)。其中I是輻射貼片，2是微帶饋電線，3為長短軸分別為42.9mm、22mm的橢圓，4是半徑為52mm的圓，5為長短軸分別為29.25mm、15mm的橢圓。
[0019]圖2天線側(cè)面基片結(jié)構(gòu)。6是天線輻射部分，7是基片，8是天線的地板。
[0020]圖3天線地板結(jié)構(gòu)。9是地板，10是60mmX44.5mm的矩形，11是長短軸分別為60mm、 34.3mm的捕圓，12是半徑為2mm的圓。
【權(quán)利要求】
1.基于橢圓的改進(jìn)型環(huán)形貼片超寬帶天線的設(shè)計，包括天線的輻射貼片部分、基片接地板，其特征在于特定的基片材料上，輻射貼片和接地板分別位于基片的兩面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線輻射貼片結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其特征在于，所述輻射貼片I是由橢圓3和圓4相交，并且選擇在橢圓3的上半部分相交后的公共部分，再挖去橢圓5后，剩下的部分作為輻射貼片結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基片材料，其特征在于，基片7的折射率為3.48，基片厚度為1.524mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的天線地板結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其特征在于，地板9是由矩形10和橢圓11相交后的公共部分，再挖去圓12后的部分作為天線的地板結(jié)構(gòu)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的輻射貼片的結(jié)構(gòu)，其特征在于，輻射貼片I的長度為47.5mm,寬度為44mm，微帶線2的寬度為3.44mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求2中所述的輻射貼片結(jié)構(gòu)，其特征在于，橢圓3的長度半軸分別為42.9mm、22mm,圓4的半徑為52mm,捕圓5的長短軸分別為29.25mm、15mm。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地板結(jié)構(gòu)，其特征在于，地板10的長度為44.5mm、寬度為60mm,地板的整體形狀是上邊沿經(jīng)過橢圓化的矩形,橢圓11的長短半軸分別為60mm、34.3mm η
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的地板結(jié)構(gòu)，其特征在于，在地板10的上邊沿的中部截去一個半徑為2mm的小圓12。
9.根據(jù)要求2和4所述的輻射貼片和地板結(jié)構(gòu)，其特征在于，輻射貼片和地板間的距離為O。
【文檔編號】H01Q9/04GK104022359SQ201410219089
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月22日
【發(fā)明者】張曉霞, 劉群, 劉永 申請人:電子科技大學(xué)