小型雙頻帶超寬帶天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種小型雙頻帶超寬帶天線，屬于無線通信技術領域。
【背景技術】
[0002]無線通信技術的迅猛發(fā)展使現(xiàn)有的頻譜資源日益緊張，對無線通信的系統(tǒng)容量及傳輸速率提出了越來越高的要求。超寬帶技術由于其低功耗，高數(shù)據(jù)傳輸率，高分辨率，低成本，抗干擾能力強，保密性好和能與其他窄帶通信系統(tǒng)共存等一系列優(yōu)點而受到人們的重點關注。相比于傳統(tǒng)天線，超寬帶天線設計面臨更多的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的寬帶天線不能無失真的傳輸UWB信號。
[0003]目前常見的UWB天線如螺旋天線、對數(shù)周期天線、TEM喇叭天線、Vivaldi天線等存在體積大、結構復雜、難以實現(xiàn)和小型化系統(tǒng)集成等問題。

【發(fā)明內容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種小型雙頻帶超寬帶天線，解決體積小，結構簡單，成本低，阻抗帶寬很寬的需求問題，滿足現(xiàn)有無線通信網(wǎng)絡的高性能通信。
[0005]為了實現(xiàn)上述目標，本發(fā)明采用如下的技術方案:
[0006]—種小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，包括基板、福射貼片和饋電傳輸線;所述輻射貼片設置在基板的正面，采用一個矩形框中帶有一個倒T的形狀;所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線之間通過平滑的曲線結構連接;所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓心角為90度;所述基板背面部分覆蓋有銅片，基板背面上設置有倒T型開口槽;所述開口槽的周邊覆蓋有輻射貼片。
[0007]前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板采用FR4基板。
[0008]前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板的尺寸為18mmX 12mm X1.6mmο
[0009]前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓半徑為2mm。
[0010]前述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述倒T型開口槽設置在基板背面的中央部分。
[0011]本發(fā)明所達到的有益效果:I.本天線單元的尺寸很小，只有18mm X 12mm X 1.6mm,體積小，結構簡單，成本低，且天線增益高；2.天線的工作頻帶在2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-l 1.7GHz，其高頻部分的帶寬比其他天線寬，整體輻射效率好，天線模擬仿真的效率可以高達78.6% ；3.用途比較寬泛，可以滿足WLAN(2.45GHz) ,WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應用的需求。
【附圖說明】
[0012]圖l(a)(b)分別是本裝置的正面和背面的結構示意圖；
[0013]圖2是本裝置仿真和實測的回波損耗示意圖；
[0014]圖3是本裝置仿真的增益曲線示意圖；
[0015]圖4是本裝置中T型結構的影響示意圖；
[0016]圖5(a)(b)分別是本裝置在2.45GHz頻點時實測和仿真的X0Z和yoz面方向示意圖；
[0017]圖6(a)(b)分別是本裝置在5GHz頻點時實測和仿真的xoz和yoz面方向示意圖。
[0018]附圖標記的含義:
[0019]1-基板、2-輻射貼片，3-饋電傳輸線，4-開□槽，5-平滑的曲線結構。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖對本發(fā)明作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本發(fā)明的技術方案，而不能以此來限制本發(fā)明的保護范圍。
[0021]如圖1所示，給出了本實施例中天線的具體尺寸，圖中尺寸的單位均為mm。整個天線平鋪在18mmX 12mmX I.6mm的FR4基板上，F(xiàn)R4材料的損耗切角為tanS = 0.02，介電常數(shù)εΓ=4.4。天線的正面為一個矩形中間包含一個T型結構，背面為殘缺地(即不是整個基板背面都是金屬地，基板背面不是全部敷銅作為地板，只有部分被銅片覆蓋)，殘缺地上設置有一 T型開口槽，該T型開口槽可以對整個天線進行電容匹配。從對稱性考慮，T型開口槽具體位置在中央部分，否則天線的方向圖會不對稱，背面開口槽周圍的輻射貼片是地板。
[0022]在本裝置中平滑的曲線結構有益于超寬帶的獲得，是一種超寬帶結構，通過改變對應的圓半徑，天線的阻抗匹配也會隨之變化。在本實施例中，采用2_的半徑。
[0023]如圖2，實線為設計天線的仿真回波損耗曲線，-1OdB的頻帶范圍是2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-l 1.7GHz。圖中虛線為制作天線實物的實際測量結果，-1OdB頻帶范圍是2.42GHz-2.63GHz和3.84GHz_10.1GHz，都能滿足WLAN協(xié)議，WiMAX協(xié)議和UWB的部分頻帶要求(WLAN(2.45GHz)，WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)應用的需求)。
[0024]如圖3是天線仿真的增益曲線，天線在低頻部分和高頻部分的平均增益分別是-2.2dBi和4.8dBi。
[0025]圖4是天線中T型結構的影響。天線結構內部的T型結構與外矩形之間的縫隙距離為s，圖中給出了s從0.1mm-0.4_變化，對天線回波損耗曲線的影響。
[0026]如圖5，圖(a)為2.45GHz頻點的xoz面方向圖，圖(b)是2.45GHz頻點的yoz面方向圖。
[0027]如圖6，圖(a)為5GHz頻點的xoz面方向圖，圖(b)是5GHz頻點的yoz面方向圖。
[0028]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明技術原理的前提下，還可以做出若干改進和變形，這些改進和變形也應視為本發(fā)明的保護范圍。
【主權項】
1.一種小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，包括基板、輻射貼片和饋電傳輸線;所述輻射貼片設置在基板的正面，采用一個矩形框中帶有一個倒T的形狀;所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線之間通過平滑的曲線結構連接;所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓心角為90度;所述基板背面部分覆蓋有銅片，基板背面上設置有倒T型開口槽;所述開口槽的周邊覆蓋有輻射貼片。2.根據(jù)權利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板采用FR4基板。3.根據(jù)權利要求2所述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述基板的尺寸為ISmmX12mmX 1.6mm04.根據(jù)權利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓半徑為2mm。5.根據(jù)權利要求1所述的小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，所述倒T型開口槽設置在基板背面的中央部分。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型雙頻帶超寬帶天線，其特征是，包括基板、輻射貼片和饋電傳輸線；所述輻射貼片設置在基板的正面，采用一個矩形框中帶有一個倒T的形狀；所述輻射貼片的底部與饋電傳輸線之間通過平滑的曲線結構連接；所述平滑的曲線結構的弧線對應的圓心角為90度；所述基板背面的底部設置倒T型開口槽。本發(fā)明所達到的有益效果：1.本天線單元的尺寸很小，體積小，結構簡單，成本低，且天線增益高；2.天線的工作頻帶在2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-11.7GHz，其高頻部分的帶寬比其他天線寬，整體輻射效率好；3.用途比較寬泛。
【IPC分類】H01Q1/48, H01Q5/25, H01Q1/38, H01Q1/50
【公開號】CN105576364
【申請?zhí)枴緾N201610018035
【發(fā)明人】楊凌升, 房建平, 徐宏嶺
【申請人】南京信息工程大學
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2016年1月12日