一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線制造技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，它包括介質(zhì)基板(1)、形成陷波的W形刻槽(2)、貼片天線(3)(包含五變形輻射單元與饋線)、和耦合貼片(4)和(5)五部分，其特點(diǎn)是，在五邊形輻射單元中刻出一個(gè)W形的槽以實(shí)現(xiàn)雙陷波功能，天線輻射單元采用五邊形貼片結(jié)構(gòu)。該天線實(shí)現(xiàn)了從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數(shù)小于2)，且具有兩個(gè)窄帶頻段進(jìn)行陷波，有效降低了與該兩頻段間的干擾。

A novel ultra wideband notch antenna based on W groove

The invention relates to a W shaped groove of the UWB antenna based on the model, it includes a dielectric substrate (1), to form a W shape notch groove (2), patch antenna (3) (including five deformation radiation unit and the feeder), and coupled patch (4) and (5) the five part, the utility model is characterized in that in the Pentagon radiation unit carved out a W shaped groove to realize double notch function, the antenna radiation unit adopts pentagonal patch structure. The antenna achieves ultra wideband transmission characteristics from 3.1GHz to 10.6GHz (VSWR is less than 2), and has two narrow-band bands for notch wave, which effectively reduces interference with the two band.

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線
本專利技術(shù)涉及一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，在天線的輻射天線的3上刻一個(gè)W形槽實(shí)現(xiàn)雙陷波功能，天線輻射單元采用五邊形貼片結(jié)構(gòu)。該天線實(shí)現(xiàn)了從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數(shù)小于2)，且分別于5.6～6.4GHz、8.8～9.4GHz兩個(gè)窄帶頻段進(jìn)行陷波，有效降低了與該兩頻段間的干擾。超寬帶通信技術(shù)廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、定位、電子對(duì)抗以及保密通信等領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來(lái)被各國(guó)視為尖端軍事技術(shù)而嚴(yán)密防護(hù)，直到近年來(lái)才逐漸趨于民用。超寬帶通信技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可總括如下：①高隱蔽性。②較強(qiáng)的多徑辨識(shí)能力和較高的信息傳輸速率。③系統(tǒng)容量大。④穿透能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)定位與通信的一體化。⑤功耗低。超寬帶天線是超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一，其設(shè)計(jì)需考慮兩方面內(nèi)容：①實(shí)現(xiàn)從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數(shù)小于2)；②考慮到與其他窄帶通信系統(tǒng)的互擾問(wèn)題，天線進(jìn)行寬頻帶通信的同時(shí)要具備某些窄帶頻段的陷波功能。基于以上兩點(diǎn)考慮，出現(xiàn)了傳統(tǒng)的具有陷波功能超寬帶天線的設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)等效電路分析，在天線輻射單元上加開(kāi)某些具有特定功能的槽孔(如L型槽、U型槽)等，以達(dá)到所需陷波目的。
技術(shù)介紹
超寬帶技術(shù)[1-3]的最初形式為脈沖無(wú)線通信，起源于20世紀(jì)40年代，低偵側(cè)率等通信設(shè)備中使用。近年來(lái)，隨著微電子器件的技術(shù)和工藝的提高，UWB技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于民用領(lǐng)域。超寬帶通信是一種不用載波，而通過(guò)對(duì)具有很陡上升和下降時(shí)間的脈沖進(jìn)行調(diào)制(通常，脈沖寬度在0.20-1.5ns之間)的一種通信，也稱為脈沖無(wú)線電(ImpulseRadio).時(shí)域(TimeDomain)或無(wú)載波(CarrierFree)通信。它具有GHz量級(jí)的帶寬，并因其發(fā)射能量相當(dāng)小，因此可能在不占用現(xiàn)在已經(jīng)擁擠不堪頻率資源的情況下帶來(lái)一種全新的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)通信方式。自從3.1GHz到10.6GHz的頻帶被美國(guó)聯(lián)邦政府開(kāi)放商用之后，超寬帶天線就受到了極大的關(guān)注。因?yàn)闃O快的數(shù)據(jù)處理速度以及對(duì)消除部分多徑效應(yīng)干擾，超寬帶天線被認(rèn)為是未來(lái)嗲通信系統(tǒng)的出路之一。因?yàn)槌瑢拵炀€的內(nèi)部設(shè)計(jì)帶有沖突的成分包括阻抗不能完美的匹配，以及輻射的穩(wěn)定性超寬帶天線的尺寸等等，所以超寬帶天線在發(fā)展的過(guò)程中也受到了一定的限制。共面波導(dǎo)饋電天線具有很多優(yōu)點(diǎn)比如說(shuō)很寬的帶寬，制備價(jià)格低易于和電臺(tái)頻率兼容在之前為了提高貼片天線的帶寬由很多的方案，比如說(shuō)使用一個(gè)相對(duì)較厚的介質(zhì)板，使用低傳導(dǎo)恒定的并聯(lián)共振器，在主貼片上堆疊多個(gè)寄生的貼片，或者在靠近主貼片的地方放置多個(gè)貼片，U型的刻槽，L型探針，有損耗的介質(zhì)等等。印刷天線的輻射貼片有很多種形式三角形，長(zhǎng)方形，橢圓形，圓形正方形，還有很多。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，具有雙陷波功能。如圖1所示，本專利技術(shù)提出的超寬帶天線由五部分構(gòu)成，分別為介質(zhì)板1、W形刻槽2、貼片天線3(包括輻射單元與饋線)、耦合貼片天線3和4。整個(gè)超寬帶天線的構(gòu)造及尺寸如圖2所示。本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案：一種專利技術(shù)的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(3)由五邊形的輻射單元和兩個(gè)矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標(biāo)軸的邊長(zhǎng)分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長(zhǎng)和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長(zhǎng)和寬分別為9mm和3mm,位于介質(zhì)基板(1)的上表面，貼片天線(3)的軸線與介質(zhì)基板(1)的軸線重合，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)關(guān)于介質(zhì)板呈左右對(duì)稱。根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，介質(zhì)基板(1)的長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、60mm、1.6mm，材料是FR4，相對(duì)介電常數(shù)為4.4。根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，陷波結(jié)構(gòu)由位于輻射貼片面上的一個(gè)W形的刻槽形成，整個(gè)槽的寬度是一樣的，其自身左右對(duì)稱，槽的結(jié)構(gòu)由參數(shù)L7、L8、L9，改變這些參數(shù)的值會(huì)影響陷波的頻率。根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線在貼片天線兩邊有兩個(gè)耦合貼片天線(4)和(5)，兩個(gè)耦合天線結(jié)構(gòu)完全一樣，關(guān)于貼片天線(3)對(duì)稱分布，由平行于坐標(biāo)軸的邊長(zhǎng)為9mm、5.7mm、6mm的五邊形構(gòu)成。改變五邊形的邊長(zhǎng)會(huì)改變天線的帶寬。后文將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
進(jìn)行詳細(xì)論述。附圖說(shuō)明圖1是本專利技術(shù)所述新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本專利技術(shù)所述新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線的尺寸說(shuō)明圖；圖3是專利技術(shù)所述新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線的W形槽的尺寸說(shuō)明圖符號(hào)說(shuō)明：1是介質(zhì)基板，2是W形刻槽，3是貼片天線(包含輻射單元與饋線)，4和5是耦合貼片天線增加天線的帶寬。具體實(shí)施方式由于所述超寬帶天線工作于微波頻段，這里將借助微波傳輸線理論來(lái)分析其輻射原理。假設(shè)貼片天線三角形輻射單元的半徑為半波長(zhǎng)λ/2，介質(zhì)基板的厚度為L(zhǎng)3。這樣，可以將三角形輻射單元、介質(zhì)基板和接地板看作長(zhǎng)為λ/2的低阻抗微帶傳輸線，并在輻射單元邊緣部位形成開(kāi)路。又因?yàn)榻橘|(zhì)基板厚度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)λ，因而電場(chǎng)沿貼片平面法線方向的分量基本無(wú)變化。在只考慮主模激勵(lì)的情況下，電磁波輻射基本可以認(rèn)為是由輻射單元開(kāi)路部位的邊緣引起的。可以將開(kāi)路端的電場(chǎng)分解為沿貼片平面的水平分量和平行于平面法線的垂直分量，其中垂直分量因相位相反而相互抵消，故電場(chǎng)的水平分量使輻射單元開(kāi)路端被等效為無(wú)限大平面上同相激勵(lì)的縫隙。這樣，輻射單元的對(duì)外輻射就等效成了縫隙的輻射。如圖2所示，L、L1、L2、L3、L4、L5、L6、W、M、g分別為14mm、6mm、3mm、0.3mm、4.5mm、4.5mm、5.7mm、3mm、0.6mm、0.6mm。基底面完全鍍銅。形成陷波的W形刻槽由下面的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置形成陷波的W形刻槽L7、L8、L9、分別為0.2mm、3mm、1.5mm，可以通過(guò)改變L7、L8、L9的長(zhǎng)短來(lái)進(jìn)行調(diào)整，在外形不變的情況下，按比例線性增加三個(gè)量的值，將使得諧振點(diǎn)向低頻移動(dòng)。可見(jiàn)，如果要實(shí)現(xiàn)超寬帶天線的低頻陷波，可以適當(dāng)增加刻槽的大小。基于IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的WLAN允許在局域網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中使用ISM中的2.4GHZ和5.8GHZ頻段，為避免超寬帶通信系統(tǒng)與無(wú)線局域網(wǎng)通信的相互干擾，所述新型基于W形刻槽的超寬帶陷波天線頻段的陷波功能防止了與相應(yīng)窄帶系統(tǒng)間的干擾。當(dāng)然亦可根據(jù)實(shí)際需求來(lái)恰當(dāng)設(shè)置W形刻槽的尺寸，以達(dá)到對(duì)不同窄帶頻段的陷波效果。本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(3)由五邊形的輻射單元和兩個(gè)矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標(biāo)軸的邊長(zhǎng)分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長(zhǎng)和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長(zhǎng)和寬分別為9mm和3mm,位于介質(zhì)基板(1)的上表面，貼片天線(3)的軸線與介質(zhì)基板(1)的軸線重合，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)關(guān)于介質(zhì)板呈左右對(duì)稱。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，貼片天線(3)由五邊形的輻射單元和兩個(gè)矩形饋線組成，其五邊形平行于坐標(biāo)軸的邊長(zhǎng)分別為14mm、4.5mm、3mm、與五邊形輻射單元相連接的矩形饋線長(zhǎng)和寬分別為0.6mm、0.3mm下面的矩形饋線的長(zhǎng)和寬分別為9mm和3mm,位于介質(zhì)基板(1)的上表面，貼片天線(3)的軸線與介質(zhì)基板(1)的軸線重合，整個(gè)天線結(jié)構(gòu)關(guān)于介質(zhì)板呈左右對(duì)稱。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的基于W形刻槽的超寬帶陷波天線，其特征在于，介質(zhì)基板(1)的長(zhǎng)、寬、高分別為40mm、60mm、1.6mm，材料是F...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：焦天奇，王燕燕，郝術(shù)苗，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：哈爾濱飛羽科技有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：黑龍江,23