本發(fā)明涉及超寬帶(Ultra-wideband，UWB)天線領(lǐng)域，尤其是涉及一種雙陷波超寬帶天線。

背景技術(shù)：

隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，對數(shù)據(jù)傳輸速率和清晰度提出了更高的要求。2002年2月，美國聯(lián)邦通信委員會確定了超寬帶的頻段為3.1GHz～10.6GHz，并正式向民用通信領(lǐng)域開放，超寬帶通信技術(shù)因此得到了廣泛的關(guān)注，超寬帶系統(tǒng)的主要目的是實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)傳輸。

天線作為超寬帶系統(tǒng)至關(guān)重要的器件，需要滿足不同系統(tǒng)的要求，比如工作頻率范圍、傳輸功率、方向性等。印刷天線因為具有重量輕、容易集成、尺寸小、帶寬寬、結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點而廣泛應(yīng)用于超寬帶天線設(shè)計中。

在超寬帶頻段中仍存在不少窄帶通信系統(tǒng)，如頻段為5.15GHz～5.825GHz的無線局域網(wǎng)(WLAN)和頻段為3.3GHz～3.7GHz的無線城域網(wǎng)(WiMAX)等系統(tǒng)，故在實際應(yīng)用中，超寬帶系統(tǒng)會與窄帶通信系統(tǒng)(WLAN、WiMAX)之間產(chǎn)生互相干擾，嚴重影響各自的系統(tǒng)性能。

在整個超寬帶頻段內(nèi)，如何減少上述兩個無線通信系統(tǒng)信號與超寬帶系統(tǒng)信號之間的相互干擾一直是研究的熱點之一。在超寬帶(UWB)系統(tǒng)中引入帶阻濾波器雖可減少二者之間的干擾，但導(dǎo)致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、體積更大、成本更高等問題。除此之外，可設(shè)計具有陷波結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，使得天線在一些頻段中產(chǎn)生合理的陷波，解決超寬帶系統(tǒng)與其它無線通信系統(tǒng)之間存在頻帶重疊的問題，抑制無線通信系統(tǒng)間的信號干擾，最終改善系統(tǒng)工作性能。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)新穎、體積小巧、易于加工生產(chǎn)、具有雙陷波頻段特性的一種雙陷波超寬帶天線，該天線可減少與WiMAX(3.3GHz～3.7GHz)、WLAN(5.15GHz～5.825GHz)系統(tǒng)之間的信號互相干擾，該天線可應(yīng)用于民用通信、軍事及醫(yī)療等領(lǐng)域。

針對上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明是一種雙陷波超寬帶天線，其組成包括介質(zhì)基板、輻射單元、微帶饋線與共面金屬接地板。所述的輻射單元位于介質(zhì)基板中上部；微帶饋線從介質(zhì)基板下邊緣引向輻射單元，并與其連接；共面金屬接地板由兩片缺角矩形金屬板構(gòu)成，分別位于微帶饋線兩側(cè)并與其具有一定的間隙。

所述的輻射單元為類半橢圓形并具有濾波結(jié)構(gòu)。

所述的類半橢圓形輻射貼片上的濾波結(jié)構(gòu)為雙T形濾波結(jié)構(gòu)。

所述的共面金屬接地板由兩片缺角矩形金屬板構(gòu)成。

所述的位于微帶饋線兩側(cè)的共面金屬接地板在遠離微帶饋線一側(cè)的一角具有矩形切角，為具有矩形切角的矩形金屬接地板。

所述的矩形金屬接地板上帶有槽結(jié)構(gòu)。

所述的槽結(jié)構(gòu)為矩形互補開口諧振環(huán)(CSRR)結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明所述的在輻射單元上開雙T形濾波結(jié)構(gòu)，通過調(diào)節(jié)濾波結(jié)構(gòu)的尺寸來調(diào)整陷波頻率，產(chǎn)生3.3GHz～3.7GHz陷波頻段，減少超寬帶通信系統(tǒng)與WiMAX系統(tǒng)之間的信號互擾，實現(xiàn)協(xié)同通信。

本發(fā)明所述的具有矩形切角的矩形金屬接地板，可極大地拓寬天線的工作頻段，符合超寬帶天線的帶寬要求。

本發(fā)明所述的在接地板上開CSRR結(jié)構(gòu)槽，通過調(diào)節(jié)槽的尺寸及位置來調(diào)整陷波頻率，產(chǎn)生5.15GHz～5.825GHz陷波頻段，減少超寬帶通信系統(tǒng)與WLAN系統(tǒng)之間的信號互擾，實現(xiàn)協(xié)同通信。

本發(fā)明所涉及的天線具有良好的超寬頻帶特性及良好的全向輻射特性，天線的雙陷波特性可以使之減少與WiMAX(3.3GHz～3.7GHz)和WLAN(5.15GHz～5.825GHz)系統(tǒng)的信號發(fā)生相互干擾。

下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的俯視圖；

圖2是本發(fā)明的側(cè)視圖；

圖3是本發(fā)明實施例的電壓駐波比(VSWR)的曲線圖；

圖4是本發(fā)明實施例在頻率為4.5GHz的E面和H面的輻射方向圖

圖5是本發(fā)明實施例在頻率為7GHz的E面和H面的輻射方向圖

圖6是本發(fā)明實施例在頻率為9GHz的E面和H面的輻射方向圖

具體實施方式

本發(fā)明是具有雙陷波的超寬帶天線，其結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示，該天線包括了介質(zhì)基板(1)，輻射單元(2)，金屬接地板(3)和微帶饋線(4)。其中輻射單元(2)，金屬接地板(3)和微帶饋線(4)都位于介質(zhì)基板的上表面。輻射單元(2)位于介質(zhì)基板(1)的中上部，與位于中下部的微帶饋線(4)相連，兩個對稱的金屬接地板(3)位于微帶饋線(4)的兩側(cè)，且與微帶饋線(4)具有一定的間隙

介質(zhì)基板(1)厚度為1.59mm，介質(zhì)是FR-4環(huán)氧玻纖布基板，介電常數(shù)為4.4。

輻射單元(2)是由一個矩形和半圓形金屬貼片構(gòu)成，具有開槽結(jié)構(gòu)。左右對稱的槽(21)位于輻射單元(2)中部，結(jié)構(gòu)類似H形，使輻射貼片(2)產(chǎn)生雙T形濾波結(jié)構(gòu)(22、23)，且它們都關(guān)于介質(zhì)基板(1)的中軸線左右對稱。對H形槽(21)和雙T形結(jié)構(gòu)(22、23)的尺寸進行調(diào)整，可以得到天線合適的陷波頻率，在3.3GHz到3.7GHz頻段產(chǎn)生陷波。

兩個金屬接地板(3)分別開有矩形互補開口諧振環(huán)(CSRR)結(jié)構(gòu)的槽(31)，呈左右對稱。對槽(31)和槽(32)的位置以及尺寸進行調(diào)整，可使天線在5.15GHz～5.825GHz之間的頻段產(chǎn)生陷波。

圖3是本發(fā)明實施例的天線電壓駐波比(VSWR)曲線圖，在3.3GHz～3.7GHz和5.15GHz～5.825GHz兩個頻段內(nèi)產(chǎn)生陷波，有效地抑制了與超寬帶(UWB)頻段重疊的WiMAX和WLAN信號，所以采用本發(fā)明實施例的超寬帶(UWB)無線通信系統(tǒng)與WiMAX和WLAN通信系統(tǒng)互不干擾，可協(xié)同通信。

圖4、圖5與圖6分別是本發(fā)明實施例天線在4.5GHz、7GHz與9GHz的E面(所述圖中的虛線)和H面(所述圖中的實線)的輻射方向圖，可以看出，本發(fā)明實施例在工作頻段內(nèi)呈現(xiàn)全向輻射特性。