專利名稱：一種可濾波小型平面寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于寬帶天線和無源器件技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及將寬帶天線與寬帶濾波器協(xié)同設(shè) 計(jì)的可濾波平面寬帶天線。
背景技術(shù)：
國際電子電氣工程師學(xué)會(huì)《微波理論與技術(shù)會(huì)刊》雜志(IEEE Transaction on Microwave Theory and Technology, Vol. 55, No. 9， June. 2007， p 1182-1189)介紹了 一種應(yīng)用 于K波段的天線-濾波器系統(tǒng)(Mutual Synthesis of Combined Microwave Circuits Applied to the Design of a Filter-Antenna Subsystem),反映出采用協(xié)同設(shè)計(jì)的系統(tǒng)可比傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)尺 寸小而功能強(qiáng)。但由于其為窄帶系統(tǒng)，且非平面結(jié)構(gòu)，不利于實(shí)際應(yīng)用。
國際電子電氣工程師學(xué)會(huì)《2007年天線與傳播國際會(huì)議論文集》(Antennas and Propagation International Symposium, 2007 IEEE)介紹了一種基于平行耦合線(Coupled Parallel Stripline)結(jié)構(gòu)的應(yīng)用于3到5G的微帶天線-濾波器系統(tǒng)，但該系統(tǒng)的端口阻抗 匹配到60歐姆，暫無有效方法給出實(shí)測(cè)結(jié)果，且尺寸較大，不利于實(shí)際應(yīng)用。
國際電子電氣工程師學(xué)會(huì)《2007年天線與傳播國際會(huì)議論文集》(Antennas and Propagation International Symposium, 2007 IEEE)介紹了一種應(yīng)用于3到10G的天線濾波 器系統(tǒng)，但其帶內(nèi)響應(yīng)并不良好，且尺寸較大，在應(yīng)用中多有不便。
中國專利申請(qǐng)?zhí)?00810123432.6提出的一種小型化平面超寬頻帶時(shí)域天線，其阻抗 帶寬可覆蓋3. lGHz-10.6GHz頻段，且易于饋電和制作；但由于此天線為漸變結(jié)構(gòu)，其帶 寬很大，只能完成將能量輻射至空間中的功能，不具有帶外抑制性，且該天線的性能對(duì) 于應(yīng)用環(huán)境的敏感性較大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種可濾波小型平面寬帶天線，具有良好的帶外抑制性，易于 饋電和制作，以有效地應(yīng)用于寬帶無線通信系統(tǒng)。
本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線，包括分別敷設(shè)在寬度為20 40隱、長(zhǎng)度為35隨 50mm、厚度為0. 5 5. 0咖，介電常數(shù)為2. 0 8. 0的介質(zhì)基板正、反兩個(gè)平面上的輻射金 屬層和接地金屬層；所述輻射金屬層包括對(duì)于介質(zhì)基板中線呈左右對(duì)稱的圓環(huán)形輻射單 元和矩形傳輸條帶；所述圓環(huán)形輻射單元的外環(huán)半徑為介質(zhì)基板寬度的1/6至1/3，內(nèi)環(huán) 半徑為外環(huán)半徑的1/4至1/2，在其外環(huán)邊沿的左右兩端最遠(yuǎn)處設(shè)置有正對(duì)圓心的、長(zhǎng)為 外環(huán)半徑的1/10至1/5、寬為0. 2mm至外環(huán)半徑1/10的矩形突起，在內(nèi)環(huán)邊沿的左、右、 上、下四端最遠(yuǎn)處設(shè)置有正對(duì)圓心的矩形開槽，開槽的寬度為0.2mm至外環(huán)半徑的1/10， 左、右及上端三個(gè)開槽的深度為外環(huán)半徑的1/10至1/5,下端開槽的深度為內(nèi)環(huán)半徑的 1/10至1/5;其特征在于
取圓環(huán)形條帶,其內(nèi)環(huán)周長(zhǎng)為1/2中心波長(zhǎng)，寬為圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/4至1/3， 在其左右兩端最遠(yuǎn)處裁去正對(duì)圓心的矩形開口將圓環(huán)形條帶分割成上、下兩部分，左邊
3的矩形開口寬為0. 2mra至圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/5，右邊的矩形開口寬為圓環(huán)形條帶內(nèi)
周長(zhǎng)的1/10至1/5;所述矩形傳輸條帶分為上、下兩段，將上段矩形傳輸條帶作為圓環(huán)
形輻射單元與圓環(huán)形條帶的上半部的連接線，上段矩形傳輸條帶長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半
徑的2至3倍，寬為50歐姆阻抗線寬至增減1/10以內(nèi)，其上端邊沿與圓環(huán)形輻射單元 外環(huán)下端相連接，下端邊沿與圓環(huán)形條帶上半部分的右端相連接，且上段矩形傳輸條帶 的下端邊沿的左端與圓環(huán)形條帶右端矩形開口的切口上邊沿左端重合或在此位置上再右
移小于1/10矩形傳輸條帶寬度；下段矩形傳輸條帶作為可濾波小型平面寬帶天線的微帶
饋電結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半徑的l至兩倍，寬為50歐姆阻抗線寬，其上端邊沿與 圓環(huán)形條帶下半部分的右端相連接，下段矩形傳輸條帶的下端邊沿在介質(zhì)基板的下邊沿
處，上、下兩段矩形傳輸條帶的左邊沿在一條直線上；
所述接地金屬層由矩形金屬層裁剪去圓環(huán)形開槽和小矩形開槽而成，該矩形金屬層 的左、右及下邊沿分別與介質(zhì)基板的左、右及下邊沿重合，上邊沿與圓環(huán)形輻射單元的
外環(huán)下端分別處于介質(zhì)基板上下平面的相同位置；在該矩形金屬層的上邊沿正中間處裁 去左右對(duì)稱的小矩形開槽，該小矩形開槽的寬度為上段矩形傳輸條帶的寬度至該寬度的
1/2范圍，開槽深度為上段矩形傳輸條帶長(zhǎng)度的l/4至l/3;所述圓環(huán)形開槽與介質(zhì)基板
另一面輻射金屬層上的圓環(huán)形條帶處于相同的位置且開槽與條帶的內(nèi)外環(huán)半徑尺寸相互
一致，在圓環(huán)形開槽對(duì)應(yīng)于圓環(huán)形條帶的正對(duì)圓心的左端開口處設(shè)有寬0. 2mm至1/5圓 環(huán)形開槽外環(huán)半徑的矩形斷開使圓環(huán)形開槽成為一個(gè)非閉合狀開槽。
本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線在中國專利申請(qǐng)?zhí)?00810123432.6提出的小型化平 面超寬頻帶時(shí)域天線的基礎(chǔ)上，在其后端增加設(shè)計(jì)了工作帶寬為3. lGHz 5. 2GHz的濾波 單元，故不僅能將工作頻帶內(nèi)的能量高效輻射至空間中，且對(duì)帶外信號(hào)具有良好的抑制 功能，其工作帶寬為3.1GHz 5.2GHz;所采用的濾波單元具有小型化特征，且為不平衡 饋電結(jié)構(gòu)，故濾波單元與天線輻射單元可以直接相連，減小了整體尺寸；天線輻射單元 后接濾波單元，拓展了天線的接地面積，從而使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用環(huán)境的敏感性降低。


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圖1為本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線的側(cè)視圖； 圖3為本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線的后視圖； 圖4為本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線的正視圖。
圖5為實(shí)施例1可濾波小型平面寬帶天線與中國專利申請(qǐng)?zhí)?00810123432. 6的小型 化平面超寬頻帶時(shí)域天線的回波損耗的測(cè)量結(jié)果比較。 圖6為端口群時(shí)延的測(cè)量結(jié)果。 圖7為頻率為4GHz時(shí)H面內(nèi)的輻射方向圖； 圖8為頻率為4GHz時(shí)E面內(nèi)的輻射方向圖。
具體實(shí)施方式
-實(shí)施例1:本實(shí)施例可濾波小型平面寬帶天線的形狀構(gòu)造和各零部件之間的配合聯(lián)結(jié)關(guān)系，可 參見圖1給出的結(jié)構(gòu)示意圖、圖2給出的側(cè)視圖、圖3給出的后視圖和圖4給出的正視 圖。它由包括介質(zhì)基板1和分別印刷在介質(zhì)基板正、反兩個(gè)平面上的輻射金屬層3和接 地金屬層2三部分構(gòu)成。
介質(zhì)基板1的寬度在20 40mm、長(zhǎng)度在35誦 50mm，介電常數(shù)在2. 0 8. 0，厚度為 0.5 5.0mm，其作用一是在饋電傳輸線中傳遞能量，二是支撐輻射金屬層以及饋電金屬 層。為降低介質(zhì)板對(duì)耦合結(jié)構(gòu)處場(chǎng)分布的影響，通常采用較低介電常數(shù)(2.0 5.0)的 介質(zhì)基板，并在保證硬度合適情況下選用較薄(0.5 2.0mm)的厚度。本實(shí)施實(shí)例中介 質(zhì)基板采用長(zhǎng)41咖、寬30咖、厚1.6咖的FR4介質(zhì)基板，其介電常數(shù)為4.98。
印刷在介質(zhì)基板1的正面的輻射金屬層3包括圓環(huán)形輻射單元32、上段矩形傳輸條 帶31、圓環(huán)形條帶33和下段矩形傳輸條帶34四個(gè)單元構(gòu)成。圓環(huán)形輻射單元32和上段 矩形傳輸條帶31為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，并均位于介質(zhì)基板左右方向的正中間處。
取圓環(huán)形條帶33，其內(nèi)環(huán)周長(zhǎng)為1/2中心波長(zhǎng)，寬為圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/4至 1/3，在其左右兩端最遠(yuǎn)處裁去兩個(gè)正對(duì)圓心的矩形開口將圓環(huán)形條帶分割成上、下兩部 分，左邊的矩形開口寬為0.2mm至圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/5，右邊的矩形開口寬為圓環(huán) 形條帶內(nèi)周長(zhǎng)的1/10至1/5;該圓環(huán)形條帶33由圓環(huán)狀初始結(jié)構(gòu)裁剪而成，裁剪后圓環(huán) 形條帶33邊沿由外圓環(huán)邊沿331，內(nèi)圓環(huán)邊沿332以及位于其左右兩端最遠(yuǎn)處的正對(duì)圓 心的矩形開口 333， 334構(gòu)成；所述圓環(huán)形輻射單元32的外環(huán)半徑為介質(zhì)基板寬度的1/6 至1/3，內(nèi)環(huán)半徑為外環(huán)半徑的1/4至1/2，在其外環(huán)邊沿的左右兩端最遠(yuǎn)處設(shè)置了兩個(gè) 尺寸相同的正對(duì)圓心的矩形突起，長(zhǎng)為外環(huán)半徑的1/10至1/5，寬為0. 2mm至外環(huán)半徑 的1/10，在其內(nèi)環(huán)邊沿的左、右、上、下四端最遠(yuǎn)處設(shè)置了四個(gè)正對(duì)圓心的矩形開槽， 開槽寬度為0.2mm至外環(huán)半徑的1/10,左、右及上三個(gè)開槽的深度為外環(huán)半徑的1/10 至1/5,下開槽的深度為內(nèi)環(huán)半徑的1/10至1/5;該圓環(huán)形輻射單元32由圓環(huán)狀初始結(jié) 構(gòu)裁剪而成，裁剪后圓環(huán)形輻射單元32邊沿由外圓環(huán)邊沿321，內(nèi)圓環(huán)邊沿322，垂直 于對(duì)稱軸線的左突起323、右突起324和左開槽325、右開槽327，位于對(duì)稱軸線的上開 槽326和下開槽328構(gòu)成；將上段矩形傳輸條帶作為圓環(huán)形輻射單元與圓環(huán)形條帶的上 半部的連接線，長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半徑的2倍至3倍，寬為50歐姆阻抗線寬至增減1/10 以內(nèi)；上段矩形傳輸條帶31的上端邊沿312與圓環(huán)形輻射單元的外圓環(huán)邊沿321的下端 相連接，上段矩形傳輸條帶31的下端邊沿311與圓環(huán)形條帶上半部分的右端相連接，且 上段矩形傳輸條帶31的下端邊沿311的左端與圓環(huán)形條帶右端矩形開口的切口上邊沿的 左端重合或在此位置上再右移小于1/10矩形傳輸條帶寬度；下段矩形傳輸條帶34作為 可濾波小型平面寬帶天線的微帶饋電結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半徑的1至兩倍，寬為 50歐姆阻抗線寬，下段矩形傳輸條帶的上邊沿342與圓環(huán)形條帶下半部分的右端相連接， 下段矩形傳輸條帶的下邊沿341緊靠介質(zhì)基板的下邊沿處，上、下兩段矩形傳輸條帶的 左邊沿在一條直線上；為使天線輻射單元工作在設(shè)計(jì)頻段，要求將該圓環(huán)形輻射單元32 的外圓環(huán)邊沿321的半徑選取在7.0 8. 5mm之間，內(nèi)圓環(huán)邊沿322的半徑選取在2. 2 3.0mm之間；為使天線輻射單元具有較好的增益和便于加工，左突起323、右突起324和 左開槽325、右開槽327及上開槽326的矩形長(zhǎng)度選取在1.0 1.6mm之間，寬度應(yīng)選取 在0.2 0.8mm之間；為使天線輻射單元有穩(wěn)定的群時(shí)延，下開槽328的矩形長(zhǎng)度應(yīng)選取 在0.25 0.5mm之間，寬度應(yīng)選取在0. 2 0. 8mm之間；圓環(huán)形輻射單元32和圓環(huán)形條 帶33由上段矩形傳輸條帶31相連接，為使天線輻射單元與濾波單元在帶內(nèi)匹配良好， 上段矩形傳輸線條帶31的上端邊沿312與下端邊沿311之間的距離應(yīng)在12醒 14腿之 間，左邊沿313與右邊沿314之間的距離應(yīng)在2.6 3.2mm之間；為使濾波單元工作在 3. lGHz 5. 2GHz，圓環(huán)形條帶33的內(nèi)圓環(huán)邊沿332的半徑應(yīng)選取在3. 5 4mm之間，外 圓環(huán)邊沿331的半徑和內(nèi)圓環(huán)邊沿332的半徑之差應(yīng)選取在0. 95 1. 2皿之間；為使濾 波單元和天線輻射單元良好匹配和便于加工，圓環(huán)形條帶33左端的矩形開口 333的寬度 選取在0.2 0.75mm之間；為使濾波單元的高頻抑制良好，圓環(huán)形條帶33右端的矩形開 口 334的寬度選取在2. 7 5. 3畫之間；可濾波小型平面寬帶天線的能量由下段矩形傳輸 條帶34饋入，為使天線與50歐姆微帶線匹配，下段矩形傳輸條帶34的左邊沿343和右 344之間采用的距離應(yīng)在2. 6 3mm之間；為使天線輻射單元與濾波單元匹配良好且系統(tǒng) 易于饋電，下段矩形傳輸條帶34的右邊沿344的長(zhǎng)度應(yīng)在5mm 7mm之間。綜合以上考 慮，在本實(shí)施例中，選取圓環(huán)形輻射單元32的外圓環(huán)半徑為8. 2mm，內(nèi)圓環(huán)半徑為2. 5國， 左突起323、右突起324和左開槽325、右開槽327及上開槽326均為長(zhǎng)為1. 5mm，寬為 0.4mm的矩形，下開槽328為長(zhǎng)0.3匪寬0.4國的矩形；上段矩形傳輸條帶31的上端邊 沿312與下端邊沿311之間的距離為13. 3mm，下端邊沿311則與圓環(huán)形條帶33的右端矩 形開口 334的切口上邊沿重合，左邊沿313與右邊沿314之間的距離選擇為3mm;圓環(huán)形 條帶33的外圓環(huán)半徑為4.75腿，內(nèi)圓環(huán)半徑為3.75腿，左端開口 333的寬度為0. 2腿， 右端開口 334的寬度為5mm，且右端開口 334的切口上邊沿的左端較上段矩形傳輸條帶 31的下端邊沿311的左端左移0. 3rnm;下段矩形傳輸條帶34的上邊沿342與矩形開口 334 的切口下邊沿重合，下邊沿341與介質(zhì)基板的下端邊沿重合，下段矩形傳輸條帶34的左 邊沿343與上段矩形傳輸條帶34的左邊沿313在一條直線上，下段矩形傳輸條帶34的 右邊沿344的長(zhǎng)度為6mm，左邊沿343與右邊沿344的距離為2. 8mm。
介質(zhì)基板1的另一面印刷有接地金屬層2。所述接地金屬層2由矩形金屬層裁剪去圓 環(huán)形開槽而成，在該矩形金屬層的上邊沿正中間處裁去左右對(duì)稱的矩形開槽，該開槽的 寬度為上段矩形傳輸條帶寬度的1/2至1倍之間，開槽深度為上段矩形傳輸條帶長(zhǎng)度的 1/4至1/3;該矩形金屬層的左邊沿23、右邊沿22及下邊沿21分別與介質(zhì)基板的左、右 及下邊沿重合，上邊沿的左側(cè)邊沿線25與右側(cè)邊沿線24在一條直線上、長(zhǎng)度相等且與 介質(zhì)基板下邊沿平行；該上邊沿線與圓環(huán)形輻射單元的外環(huán)下端分別處于介質(zhì)基板上下 平面的相同位置；該左右對(duì)稱的矩形開槽的左右邊沿線27、 26與介質(zhì)基板左右邊沿平行， 該矩形開槽的下邊沿線28與介質(zhì)基板下邊沿平行；在該矩形金屬層上裁剪去的圓環(huán)形開 槽的位置與另一面輻射金屬層上的圓環(huán)形條帶處于介質(zhì)基板上下平面的相同位置上，且 開槽與條帶的內(nèi)外環(huán)半徑尺寸相互一致，在圓環(huán)形開槽對(duì)應(yīng)于圓環(huán)形條帶的正對(duì)圓心的左端開口處設(shè)有一個(gè)寬為0. 2mm至1/5的圓環(huán)形開槽外環(huán)半徑的矩形斷開使圓環(huán)形開槽 成為一個(gè)非閉合狀開槽；圓環(huán)形開槽29由外圓環(huán)邊沿291、內(nèi)圓環(huán)邊沿292和位于圓環(huán) 最右端正對(duì)圓心的矩形開口 293構(gòu)成。為使天線輻射單元有較寬的阻抗帶寬，矩形開槽 的下邊沿線28的長(zhǎng)度即開槽寬度應(yīng)選取為1. 5 3. 0mm之間，矩形開槽的左右邊沿線27、 26的長(zhǎng)度即開槽深度應(yīng)選取為3. 4 4. 3腿之間；為使介質(zhì)基板正面的圓環(huán)形條帶33與 背面的圓環(huán)形開槽29形成緊耦合以實(shí)現(xiàn)寬帶濾波功能，圓環(huán)形開槽29的圓心與圓環(huán)形 條帶33的圓心處于介質(zhì)基板上下平面的相同位置，內(nèi)外環(huán)半徑尺寸與圓環(huán)形條帶33 — 致；為使濾波單元與天線輻射單元在帶內(nèi)匹配良好，圓環(huán)形開槽29的矩形開口 293的寬 度應(yīng)選取為0.2 0.95mra之間。綜合以上考慮，在本實(shí)施例中，選取矩形金屬層的左邊 沿23、右邊沿"長(zhǎng)度為24咖；矩形開槽的深度與寬度分別選取為3.6mm與2.9隱以構(gòu) 成合適的開槽來獲得最佳阻抗帶寬；圓環(huán)形開槽29的矩形開口 293的寬度選取為0. 9mm。 使用時(shí)，本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線的能量在輻射金屬層上的下段矩形傳輸條 帶34的下邊沿341和接地金屬層的下邊沿21之間饋入，可采用同軸饋電或連接微帶傳 輸線進(jìn)行饋電，該饋電結(jié)構(gòu)不僅制作簡(jiǎn)單，且與其他形式的傳輸線連接方便。能量經(jīng)由 50歐姆微帶線送至圓環(huán)形條帶33與接地金屬層上的圓環(huán)形開槽29處完成濾波功能，再 經(jīng)由上段矩形傳輸條帶31傳送至圓環(huán)形輻射單元32，由圓環(huán)形輻射單元的外環(huán)邊沿321 向接地金屬層上邊沿的左側(cè)邊沿線25與右側(cè)邊沿線24進(jìn)行能量耦合轉(zhuǎn)換，最終向自由 空間輻射。
圖5中的實(shí)線曲線A為本實(shí)施例可濾波小型平面寬帶天線回波損耗的測(cè)量結(jié)果，虛 線曲線B為中國專利申請(qǐng)?zhí)?00810123432. 6的小型化平面超寬頻帶時(shí)域天線的端口回波 損耗的測(cè)量結(jié)果。由此反映出本發(fā)明可濾波小型平面寬帶天線不僅能將工作頻帶內(nèi)的能 量高效輻射至空間中，且對(duì)帶外信號(hào)具有良好的抑制功能。
圖6中的曲線C為本實(shí)施例可濾波小型平面寬帶天線的群時(shí)延特性的測(cè)量結(jié)果，由 于天線輻射單元后接濾波單元，故而對(duì)整個(gè)天線的群時(shí)延特性有一些負(fù)面影響，但在 3. lGHz 5. lGHz的工作頻帶內(nèi)，整體群時(shí)延的數(shù)值均在3納秒以下，從而也具有較好的 信號(hào)保真性。
圖7中曲線X為頻率為4GHz時(shí)H面內(nèi)的輻射方向圖；圖8中曲線Y為頻率為4GHz 時(shí)E面內(nèi)的輻射方向圖，O角度所示方向?yàn)榕c可濾波小型平面天線垂直的方向。與天線平 面垂直方向具有最大增益，在與天線平面平行的方向具有最小增益，表明本實(shí)施例可濾 波小型平面寬帶天線具有指向性的輻射場(chǎng)型。
權(quán)利要求
1、一種可濾波小型平面寬帶天線，包括分別敷設(shè)在寬度為20～40mm、長(zhǎng)度為35mm～50mm、厚度為0.5～5.0mm，介電常數(shù)為2.0～8.0的介質(zhì)基板正、反兩個(gè)平面上的輻射金屬層和接地金屬層；所述輻射金屬層包括對(duì)于介質(zhì)基板中線呈左右對(duì)稱的圓環(huán)形輻射單元和矩形傳輸條帶；所述圓環(huán)形輻射單元的外環(huán)半徑為介質(zhì)基板寬度的1/6至1/3，內(nèi)環(huán)半徑為外環(huán)半徑的1/4至1/2，在其外環(huán)邊沿的左右兩端最遠(yuǎn)處設(shè)置有正對(duì)圓心的、長(zhǎng)為外環(huán)半徑的1/10至1/5、寬為0.2mm至外環(huán)半徑1/10的矩形突起，在內(nèi)環(huán)邊沿的左、右、上、下四端最遠(yuǎn)處設(shè)置有正對(duì)圓心的矩形開槽，開槽的寬度為0.2mm至外環(huán)半徑的1/10，左、右及上端三個(gè)開槽的深度為外環(huán)半徑的1/10至1/5，下端開槽的深度為內(nèi)環(huán)半徑的1/10至1/5；其特征在于取圓環(huán)形條帶，其內(nèi)環(huán)周長(zhǎng)為1/2中心波長(zhǎng)，寬為圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/4至1/3，在其左右兩端最遠(yuǎn)處裁去正對(duì)圓心的矩形開口將圓環(huán)形條帶分割成上、下兩部分，左邊的矩形開口寬為0.2mm至圓環(huán)形條帶內(nèi)環(huán)半徑的1/5，右邊的矩形開口寬為圓環(huán)形條帶內(nèi)周長(zhǎng)的1/10至1/5；所述矩形傳輸條帶分為上、下兩段，將上段矩形傳輸條帶作為圓環(huán)形輻射單元與圓環(huán)形條帶的上半部的連接線，上段矩形傳輸條帶長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半徑的2至3倍，寬為50歐姆阻抗線寬至增減1/10以內(nèi)，其上端邊沿與圓環(huán)形輻射單元外環(huán)下端相連接，下端邊沿與圓環(huán)形條帶上半部分的右端相連接，且上段矩形傳輸條帶的下端邊沿的左端與圓環(huán)形條帶右端矩形開口的切口上邊沿左端重合或在此位置上再右移小于1/10矩形傳輸條帶寬度；下段矩形傳輸條帶作為可濾波小型平面寬帶天線的微帶饋電結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)為圓環(huán)形條帶外環(huán)半徑的1至兩倍，寬為50歐姆阻抗線寬，其上端邊沿與圓環(huán)形條帶下半部分的右端相連接，下段矩形傳輸條帶的下端邊沿在介質(zhì)基板的下邊沿處，上、下兩段矩形傳輸條帶的左邊沿在一條直線上；所述接地金屬層由矩形金屬層裁剪去圓環(huán)形開槽和小矩形開槽而成，該矩形金屬層的左、右及下邊沿分別與介質(zhì)基板的左、右及下邊沿重合，上邊沿與圓環(huán)形輻射單元的外環(huán)下端分別處于介質(zhì)基板上下平面的相同位置；在該矩形金屬層的上邊沿正中間處裁去左右對(duì)稱的小矩形開槽，該小矩形開槽的寬度為上段矩形傳輸條帶的寬度至該寬度的1/2范圍，開槽深度為上段矩形傳輸條帶長(zhǎng)度的1/4至1/3；所述圓環(huán)形開槽與介質(zhì)基板另一面輻射金屬層上的圓環(huán)形條帶處于相同的位置且開槽與條帶的內(nèi)外環(huán)半徑尺寸相互一致，在圓環(huán)形開槽對(duì)應(yīng)于圓環(huán)形條帶的正對(duì)圓心的左端開口處設(shè)有寬0.2mm至1/5圓環(huán)形開槽外環(huán)半徑的矩形斷開使圓環(huán)形開槽成為一個(gè)非閉合狀開槽。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種可濾波小型平面寬帶天線，特征是在圓環(huán)形條帶兩端裁去正對(duì)圓心的矩形開口，上、下兩段矩形傳輸條帶分別作為圓環(huán)形輻射單元與條帶的連接線和微帶饋電結(jié)構(gòu)分別與圓環(huán)形條帶上、下部分的右端相連接，接地矩形金屬層上邊沿中間裁去左右對(duì)稱的矩形開槽，圓環(huán)形開槽對(duì)應(yīng)于圓環(huán)形條帶的正對(duì)圓心的開口處斷開成非閉合狀；天線輻射單元后接小型化濾波單元，拓展了天線的接地面積，且為不平衡饋電結(jié)構(gòu)，減小了整體尺寸；不僅能將工作頻帶內(nèi)的能量高效輻射至空間中，且對(duì)帶外信號(hào)具有良好的抑制功能，使整個(gè)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)用環(huán)境的敏感性降低；其工作帶寬為3.1GHz～5.2GHz。本發(fā)明天線易于饋電和制作，可有效應(yīng)用于寬帶無線通信系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK101431183SQ20081024443
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者周杰美, 瓊 張, 俊 王, 王衛(wèi)東 申請(qǐng)人:中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)