一種基于EBG結構的超寬帶天線制造技術

一種基于EBG結構的超寬帶天線，涉及一種陷波頻段位于WLAN、RFID頻段的UWB帶阻天線。該天線由介質基板(105)，介質基板上的輻射單元(101)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、米字型EBG電磁帶隙結構(103)、折線型EBG電磁帶隙結構(107)，介質基板下的金屬接地板(104)組成。本發明專利技術利用輻射單元、阻抗匹配輸入微帶線、與金屬接地板實現UWB要求的通帶帶寬，利用帶有Sierpinski三角形分形結構的圓形輻射單元提高阻帶衰減抑制，利用EBG電磁帶隙結構實現帶阻特性。本發明專利技術涉及的天線阻帶在5.2GHz和6.8GHz附近，避免了與WLAN系統、RFID系統的相互干擾。

An ultra wideband antenna based on EBG structure

An ultra wideband antenna based on the EBG structure relates to a notched band UWB band stop antenna located in the WLAN and RFID frequency bands. The antenna comprises a dielectric substrate (105), radiation unit substrate (101), the input impedance matching microstrip line (102), EBG M type electromagnetic bandgap structure (103), line type EBG electromagnetic bandgap structure (107), the metal ground floor under the substrate (104). The invention uses radiation unit, input impedance matching microstrip line, bandwidth and the metal ground plate to achieve UWB requirements of passband, improve the stopband attenuation by circular radiation suppression unit with Sierpinski triangle fractal structure, using EBG realize electromagnetic band gap structure bandstop characteristics. The antenna stop band of the invention is near 5.2GHz and 6.8GHz, and avoids interference with the WLAN system and the RFID system.

【技術實現步驟摘要】
一種基于EBG結構的超寬帶天線
本專利技術涉及一種超寬帶帶阻天線，尤其是涉及一種基于EBG結構的超寬帶天線，該天線可以抑制WLAN系統(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。
技術介紹
2002年2月，美國聯邦通信委員會(FCC)批準3.1-10.6GHz頻段用于商用通信，因此超寬帶得到廣泛的應用。然而，由于超寬帶通信覆蓋的頻帶較寬，有些頻帶與其它無線系統共用頻帶資源，有可能和其它系統相互干擾，如Wimax系統(3.2-3.5GHz)、WLAN系統(5.15-5.35GHz)，(5.725-5.825GHz)和RFID系統(6.8GHz)。如何解決同頻干擾成為超寬帶研究重要內容，因此具有阻帶特性的超寬帶天線有很高的實用價值。近年來出現了很多超寬帶帶阻天線的設計思路，如輻射貼片上開槽、介質板背面寄生金屬貼片、增加開環諧振腔、設計工作在不同頻帶的天線相互形成阻帶等。但這些方法都存在局限性，比如天線體積大，不利于系統集成；阻帶的中心頻率不易調節。本專利技術中，采用近年來受到廣泛關注的EBG結構，形成帶阻特性。電磁帶隙(ElectromagneticBandGap，EBG)結構本身具有禁帶特性和同相反射的優越性能，應用于天線領域，可以有效地改善天線的輻射方向圖，提高增益，減小旁瓣和后瓣等，應用于陣列天線，可減少天線間的相互耦合作用。(ElectromagneticBandGap，EBG)結構滿足了現代無線通信技術對高性能天線的要求，從而使得它在微波通信領域的應用日益廣泛。由于EBG結構具有帶禁特性，能抑制特定頻段內的電磁波在傳輸線上的傳輸，從而形成阻帶；且易于和微帶線集成，不會占用額外的空間；并且，阻帶的中心頻率易于調節。因此，EBG結構非常適合應用于超寬帶帶阻天線的設計中，制作體積小，成本低的超寬帶阻帶天線。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于EBG結構的超寬帶天線，該天線可以抑制超寬帶系統與WLAN系統的相互干擾。本專利技術所采用的技術方案：本專利技術包括包括介質基板(105)、形成于介質基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結構(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、米字型EBG電磁帶隙結構(103)、折線型EBG電磁帶隙結構(107)，形成于介質基板下的金屬接地板(104)；所述米字型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，米字型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格，其指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，折線型EBG電磁帶隙結構(107)和米字型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格對稱分布于阻抗匹配輸入微帶線(102)兩側；每側各有6個單元晶格。所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，輻射單元(101)為帶有菱形刻蝕分形結構的圓形貼片。所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，介質基板(105)采用GML1000材料。所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，所述阻帶的頻率在5.2GHz附近，避免了與WLAN系統(5.15-5.35GHz)的相互干擾問題。該專利技術天線相對于現有的天線具有以下的特性和優點：設計簡單、結構緊湊、加工方便、成本低廉。米字交叉型EBG結構的增加，不改變原天線通帶內的良好的駐波比與方向圖；且具有阻帶帶寬窄的優點。附圖說明圖1是本專利技術實施實例1的基本結構正面示意圖。圖2是本專利技術實施實例1的基本結構側面示意圖。圖3是本專利技術實施實例1的基本結構背面示意圖。圖4是本專利技術實施實例1的米字交叉型EBG結構單元晶格結構示意圖。圖5是本專利技術實施實例1的折線型EBG結構單元晶格結構示意圖。具體實施方式本專利技術設計了一種基于EBG結構的超寬帶天線，該濾波器可以避免與WLAN系統的相互干擾。下面結合附圖距離對專利技術做更詳細的描述：如圖1所示，本專利技術的一種基于EBG結構的超寬帶天線，介質基板上的輻射單元(101)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、Sierpinski三角形分形結構(106)、米字交叉型EBG電磁帶隙結構(103)，折線型EBG電磁帶隙結構(107)，采用銅材料。本專利技術的一個實例如圖2所示，介質基板(105)是介電常數為3.2的GML1000材料。該介質基板的厚度為0.762mm。介質基板下的金屬接地板(104)采用銅材料。如圖1所示，L1、L2、L3、L4、L5、L6的長度分別為65mm、10mm、7.86mm、44.45mm、1mm、0.8mm；如圖2所示，L10的長度為0.762mm；如圖3所示，L2、L7、L8、L9的長度分別為10mm、4.95mm、44mm、0.8mm。米字交叉型EBG結構的設計：根據微帶傳輸相關理論可知，電容C由單元晶格的指狀線(1031)獲得，電感L由單元晶格的米字交叉結構(1032)獲得；指狀線(1031)和米字交叉結構(1032)組成了諧振結構，決定了單元晶格的諧振頻率和帶寬。同時，EBG電磁帶隙結構與阻抗匹配輸入微帶線(102)間具有耦合作用導致電容C增大，使得諧振頻率降低、帶寬變窄。為實現WLAN頻段內的阻帶特性，設計微帶線兩側各有6個單元晶格，如圖4所示，單元晶格L11、L12、L13、L14、L15、L16的長度分別為0.885mm、2.4mm、0.15mm、0.15mm、0.1mm、4.32mm。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，包括介質基板(105)、形成于介質基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結構(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、米字型EBG電磁帶隙結構(103)、折線型EBG電磁帶隙結構(107)，形成于介質基板下的金屬接地板(104)；所述米字型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。

【技術特征摘要】
1.一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，包括介質基板(105)、形成于介質基板上的輻射單元(101)、Sierpinski三角形分形結構(106)、阻抗匹配輸入微帶線(102)、米字型EBG電磁帶隙結構(103)、折線型EBG電磁帶隙結構(107)，形成于介質基板下的金屬接地板(104)；所述米字型EBG電磁帶隙結構的單元晶格，為指狀線(1031)和折線交叉結構(1032)構成的正方形貼片結構。2.根據權利要求1所述一種基于EBG結構的超寬帶天線，其特征在于，米字型EBG電磁帶隙結構(103)的單元晶格，其指狀線(1031)的寬度與各線間的間隙相等。3.根據權利要求1所述一種基于EBG結構的超...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郝術苗，耿一方，孟祥余，
申請(專利權)人：哈爾濱黑石科技有限公司，
類型：發明
國別省市：黑龍江,23