一種寬帶陷波天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種寬帶陷波天線，該天線包括接地板、介質(zhì)基片、輻射貼片以及寄生結(jié)構(gòu)。輻射貼片覆蓋在介質(zhì)基板的上側(cè)，用微帶饋電結(jié)構(gòu)對(duì)天線進(jìn)行饋電，“U”型輻射貼片兩邊對(duì)稱的貼有倒“h”型寄生結(jié)構(gòu)。介質(zhì)基板的下側(cè)貼有金屬接地板，接地板上開有一個(gè)多邊形的槽。設(shè)計(jì)實(shí)例其帶寬在2.75?12.5GHz之間，通過(guò)寄生結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了4.9?6.5GHz頻帶內(nèi)的陷波特性，有效地屏蔽了對(duì)5GHz頻段WLAN通訊的影響。本實(shí)例滿足超寬帶的要求，實(shí)現(xiàn)了單頻段的陷波特性，具有一定的實(shí)用性。
【專利說(shuō)明】
一種寬帶陷波天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種天線，具體的說(shuō)是一種寬帶陷波天線。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，無(wú)線通信領(lǐng)域也發(fā)生著日新月異的變化，各種無(wú)線通信業(yè)務(wù)飛速發(fā)展，這也使得原本就幾近枯竭的無(wú)線頻譜資源變得更加緊張。人們對(duì)無(wú)線通信系統(tǒng)速度、容量及安全性方面的需求與擁擠的無(wú)線頻譜資源之間的矛盾日益加劇，拓寬頻帶的范圍變得十分緊迫。UWB技術(shù)因其自身具備的各種優(yōu)勢(shì)與特性可以順利的解決這一問(wèn)題，而超寬帶天線作為無(wú)線通信系統(tǒng)中重要的組件，它的研究就變得十分有意義。由于天線的性能好壞與否直接影響整個(gè)超寬帶通信系統(tǒng)的性能與通信質(zhì)量，所以設(shè)計(jì)出高品質(zhì)的超寬帶天線變得十分有意義。除此之外，為了避免對(duì)其它通信系統(tǒng)頻段的干擾，設(shè)計(jì)能夠產(chǎn)生特定頻段陷波的超寬帶天線變得十分必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要提供了一種寬帶陷波天線，實(shí)現(xiàn)了超寬帶的要求以及特定頻段的陷波。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案:一種寬帶陷波天線，包括介質(zhì)基板、輻射貼片、寄生結(jié)構(gòu)、微帶線饋電結(jié)構(gòu)和接地板。輻射貼片、寄生結(jié)構(gòu)和微帶線饋電結(jié)構(gòu)覆蓋在介質(zhì)基板的上側(cè)，其中近似“U”型的輻射貼片(或稱近似“凹”型的輻射貼片)兩邊對(duì)稱的貼有近似倒“h”型的寄生結(jié)構(gòu)。介質(zhì)基板的下側(cè)貼有金屬接地板，接地板上開有一個(gè)不規(guī)則多邊形的槽。
[0005]介質(zhì)基板的上下側(cè)采用電路板刻蝕技術(shù)，刻蝕輻射貼片、寄生結(jié)構(gòu)、微帶線饋電結(jié)構(gòu)以及接地板;微帶線饋電結(jié)構(gòu)作為天線的電波信號(hào)饋入源。
[0006]本實(shí)例設(shè)計(jì)了一個(gè)天線，其帶寬在2.75-12.5GHz之間實(shí)現(xiàn)了超寬帶的特性，并且在4.9-6.5GHz之間產(chǎn)生了陷波，有效的屏蔽了對(duì)該頻段的WLAN通信系統(tǒng)的干擾。
【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1是本發(fā)明寬帶陷波天線的三維結(jié)構(gòu)示意圖。
[0008]圖2是本發(fā)明寬帶陷波天線的介質(zhì)基板上側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0009]圖3是本發(fā)明寬帶陷波天線的介質(zhì)基板下側(cè)的接地板的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖4是天線反射系數(shù)特性曲線。
[0011]圖5、圖6是天線的輻射方向圖。
[0012]圖7是天線增益曲線。
[0013]其中:
[0014]1-輻射貼片；2-寄生結(jié)構(gòu)；3-微帶線饋電結(jié)構(gòu)；4-接地板;5-接地板槽;6_介質(zhì)基板。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施方式，所述實(shí)施方式的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施方式是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能解釋為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0016]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)術(shù)語(yǔ)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會(huì)用理想化或過(guò)于正式的含義來(lái)解釋。
[0017]如圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明的結(jié)構(gòu)是:天線制作在介質(zhì)基板6上，其中輻射單元和微帶線饋電結(jié)構(gòu)3位于介質(zhì)基板6的上側(cè)，接地板4位于介質(zhì)基板6的下側(cè)。輻射單元由輻射貼片I和寄生結(jié)構(gòu)2組成，寄生結(jié)構(gòu)2用于產(chǎn)生特定頻段的陷波;微帶線饋電結(jié)構(gòu)3由兩個(gè)長(zhǎng)方形一個(gè)梯形組成;接地板4是在矩形接地板上開一個(gè)不規(guī)則多邊形的槽。
[0018]作為優(yōu)選方案，輻射貼片I的形狀近似“U”型，寄生結(jié)構(gòu)2對(duì)稱的分布在輻射貼片的兩側(cè)，形狀近似倒“h”型，微帶線饋電結(jié)構(gòu)3由兩個(gè)長(zhǎng)方形和一個(gè)梯形組成，梯形位于兩個(gè)長(zhǎng)方形的中間，其上底和下底分別與兩個(gè)長(zhǎng)方形的寬邊相連接，與梯形上底連接的長(zhǎng)方形的另一寬邊與輻射貼片I連接。
[0019]作為優(yōu)選方案，介質(zhì)基板的下側(cè)覆蓋有接地板4，其中矩形的接地板4上開有一個(gè)不規(guī)則形狀的接地板槽5，接地板槽5上部呈等腰梯形，下部呈三個(gè)矩形拼接而成的不規(guī)則形狀，其中兩個(gè)形狀相同的矩形對(duì)稱分布于中部較窄矩形的兩側(cè)。
[0020]作為優(yōu)選方案，所述的介質(zhì)基板6采用剛性印刷電路板或采用柔性印刷板制作。本發(fā)明的寬帶陷波天線，結(jié)合圖1、圖2和圖3:輻射貼片I的尺寸:WU4的長(zhǎng)度范圍為11.6-13.6mm，LU4的長(zhǎng)度范圍為7.6-9.6mm，WU5的長(zhǎng)度范圍為2.5-3.0mm，LU5的長(zhǎng)度范圍為6-
6.5mm，WU3 的長(zhǎng)度范圍為 6.5-7.5mm；
[0021]寄生結(jié)構(gòu)2的尺寸:WC1的長(zhǎng)度范圍為0.7-0.9mm，LCl的長(zhǎng)度范圍為18.8-20.8mm，WC2的長(zhǎng)度范圍為0.3-0.5111111兒02的長(zhǎng)度范圍為11.0-12.0111111，^:3的長(zhǎng)度范圍為1-2毫米，LC4的長(zhǎng)度范圍為5-6mm;
[0022]微帶線饋電結(jié)構(gòu)3的尺寸:WUl的長(zhǎng)度范圍為2.7-2.9mm，LUl的長(zhǎng)度范圍為18-22臟，11]2的長(zhǎng)度范圍為1.8-2.2111111丄1]2的長(zhǎng)度范圍為1.5-1.9111111丄1]3的長(zhǎng)度范圍為3-5111111;
[0023]接地板4的尺寸:LG的長(zhǎng)度范圍為30-34mm，WG的長(zhǎng)度范圍為26-30mm，Ll的長(zhǎng)度范圍為10-12mm，L2的長(zhǎng)度范圍為2.5-3.5mm，WS的長(zhǎng)度范圍為0.8-1.2mm，WT的長(zhǎng)度范圍為6-7mm，LR的長(zhǎng)度范圍為0.8-l.2mm，WR的長(zhǎng)度范圍為4.1-5.1mm。
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說(shuō)明:
[0025]實(shí)施例一
[0026]對(duì)照?qǐng)D4、圖5、圖6和圖7，利用軟件IE3D對(duì)天線進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。仿真數(shù)據(jù)采用介質(zhì)基板6的介電常數(shù)是2.65，厚度為1毫米，長(zhǎng)1^ = 32毫米和寬胃6 = 28毫米。
[0027]輻射貼片I的尺寸:WU4=12.6毫米，LU4 = 8.6毫米，WU5 = 2.8毫米，LU5 = 6.3毫米，WU3 = 7毫米。
[0028]寄生結(jié)構(gòu)2的尺寸:WCl =0.8毫米，LCl = 19.8毫米，WC2 = 0.4毫米，LC2 = 11.5毫米，LC3 = 1.5 毫米，LC4 = 5.5 毫米。
[0029]微帶線饋電結(jié)構(gòu)3的尺寸:WUl = 2.8毫米，LUl = 20毫米，WU2 = 2毫米，LU2 = 1.7毫米，LU3 = 4毫米。
[0030]接地板4的尺寸:LG = 32毫米，WG = 28毫米，LI = 11毫米，L2 = 3毫米，WS = I毫米，WT=6.5毫米，LR= I毫米，WR = 4.6毫米。
[0031]實(shí)驗(yàn)得到如圖4所示的反射系數(shù)頻率特性，根據(jù)圖4的結(jié)果可見，天線帶寬2.75-12.5GHz之間滿足超寬帶的要求，并且通過(guò)寄生結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了 4.9-6.5GHz頻帶內(nèi)的陷波特性。
[0032]附圖5(a)(b)分別給出了天線在2.9GHz和4.4GHz的輻射方向圖。附圖6的(a)-(e)分別給出了天線在7.5GHz，8.5GHz，9.5GHz，10.5GHz和11.5GHz的輻射方向圖。附圖5和附圖6中的實(shí)線為主極化分量。附圖7給出了2-13GHZ的增益特性。由附圖5、附圖6以及附圖7可以看出，在工作頻段內(nèi)天線具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射特性，而且具有相對(duì)平坦的增益頻率特性。
[0033]本發(fā)明利用印刷電路板工藝或集成電路工藝，在介質(zhì)基板上設(shè)計(jì)輻射單元和接地板，工藝簡(jiǎn)單，易于制造。
[0034]以上所述僅是本發(fā)明的部分實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種寬帶陷波天線，其特征在于:包括介質(zhì)基板(6)，介質(zhì)基板(6)上側(cè)互相連接的輻射單元和微帶線饋電結(jié)構(gòu)(3)以及介質(zhì)基板(6)下側(cè)的接地板(4)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的輻射單元包括介質(zhì)基板(6)中部的福射貼片(I)和對(duì)稱分布在福射貼片(I)兩側(cè)的寄生結(jié)構(gòu)(2)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的輻射貼片(I)的形狀為“凹”型，所述的寄生結(jié)構(gòu)(2)對(duì)稱地分布在輻射貼片(I)的兩側(cè)，形狀各為由一橫條連接一長(zhǎng)豎條和一短豎條的倒“h”型，長(zhǎng)豎條和短豎條的頂部并不平齊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的微帶線饋電結(jié)構(gòu)(3)由兩個(gè)長(zhǎng)方形和一個(gè)梯形組成，梯形位于兩個(gè)長(zhǎng)方形的中間，其上底和下底分別與兩個(gè)長(zhǎng)方形的寬邊相連接，與梯形上底連接的長(zhǎng)方形的另一寬邊與輻射貼片(I)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的介質(zhì)基板(6)下側(cè)的矩形接地板(4)上部開有一個(gè)不規(guī)則形狀的接地板槽(5)，接地板槽(5)上部呈等腰梯形，下部呈三個(gè)矩形拼接而成的不規(guī)則形狀，其中兩個(gè)形狀相同的矩形對(duì)稱分布于中部較窄矩形的兩側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的介質(zhì)基板(6)采用剛性印刷電路板或采用柔性印刷板制作。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述的輻射貼片(I)長(zhǎng)度WU4為11.6-13.6mm，高度LU4為7.6-9.6mm，其內(nèi)部凹陷部分的的寬度WU3為6.5-7.5mm，高度LU5為6-6.5mm，“凹”型兩側(cè)對(duì)稱的凸起部分寬度WU5為2.5-3.0mm。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述寄生結(jié)構(gòu)(2)的長(zhǎng)豎條的長(zhǎng) LCl 為 18.8-20.8mm，寬 WCl 為 0.7-0.9mm，短豎條的長(zhǎng) LC2為 11.0-12.0mm,寬 WC2 為 0.3-0.5mm，長(zhǎng)豎條至短豎條邊緣的距離LC3的長(zhǎng)度范圍為l-2mm，長(zhǎng)豎條底部至橫條的距離LC4的長(zhǎng)度范圍為5-6mm。9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述微帶線饋電結(jié)構(gòu)(3)中梯形的高LU2的長(zhǎng)度范圍為1.5-1.9mm，與梯形上底連接的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)LU3的長(zhǎng)度范圍為3-5mm，寬WU2的長(zhǎng)度范圍為1.8-2.2mm，與梯形下底連接的長(zhǎng)方形的長(zhǎng)LUl的長(zhǎng)度范圍為18-22mm，寬WUl的長(zhǎng)度范圍為2.7-2.9_。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種寬帶陷波天線，其特征在于:所述接地板(4)橫邊WG的長(zhǎng)度范圍為26-30mm，豎邊LG的長(zhǎng)度范圍為30-34mm，下部的橫邊至接地板槽(5)下部距離LI的長(zhǎng)度范圍為10-12mm，豎邊至接地板槽(5)頂部的距離WT的長(zhǎng)度范圍為6_7mm，豎邊至接地板槽(5)下部WS的長(zhǎng)度范圍為0.8-1.2mm，接地板槽(5)下部中間較窄矩形的長(zhǎng)WR的長(zhǎng)度范圍為4.1-5.1_，較窄矩形的底邊與其他兩個(gè)矩形底邊的距離LR的長(zhǎng)度范圍為0.8-1.2mm，兩個(gè)形狀相同的矩形寬L2的長(zhǎng)度范圍為2.5-3.5_。
【文檔編號(hào)】H01Q15/00GK105826691SQ201610307047
【公開日】2016年8月3日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】林偉立, 程勇, 呂文俊
【申請(qǐng)人】安費(fèi)諾（常州）高端連接器有限公司