多阶交替嵌套递归镂空环超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及超宽带微带天线，尤其是涉及一种多阶交替嵌套递归镂空环超宽带天 线。
【背景技术】
[0002] 随着现代通信技术飞速发展，无线通信信道也变得更加恶劣，各种干扰不期而至。 为了抑制频率方面的干扰，常采用跳频技术。但随着跳频速率越来越大，跳频带宽也变的越 来越宽，原有的普通窄带天线已经无法满足现代通信的要求。同时，人们对无线通信系统的 容量、安全性及传输速度的要求却越来越高，这就难免出现现有窄带通信技术逐渐无法满 足人们日益增长的信息化需求的尴尬局面。超宽带（Ultra-WideBand，UWB)通信技术以其 众多优点和通信潜力应运而生。
[0003] 2002 年 4 月，美国联邦通信委员会（FederalCommunicationCommission,FCC)允 许超宽带技术用于商业领域，工作频率为3. 1~10. 6GHz的通信系统得到了大力的发展。自 此，超宽带技术不再局限于雷达遥感及军用通信的领域，进而也成为短距、高速的现代无线 通信系统的热门解决方案，并被认为是提升无线通信系统传输速率最具前景的技术。超宽 带技术能成为无线通信领域的研究热点，是因为其具有区别于窄带通信系统的诸多特点， 这些特点体现了超宽带技术的先进性，包括：
[0004] 1、较窄带通信系统，超宽带通信系统拥有极大的系统容量。
[0005] 2、超宽带通信系统拥有极高的传输速率。由于超宽带通信系统拥有极大的潜在容 量，其通信速率甚至可达lGbps，这也使得它成为个人无线通信及下一代无线局域网的重要 解决方案。
[0006] 3、超宽带通信系统具有更好的保密性。由于超宽带通信使用时间极短的冲激脉 冲，其信号能量弥散在一个极宽的频带内，故其功率谱密度很低，甚至被环境中的噪声所淹 没。在不知道发射端扩频码的情况下，极难被非法接收端捕捉到信号，因此其具有极强的保 密性。
[0007] 4、超宽带通信系统具有更短的通信距离。频率越高的信号在空间中传播时衰减越 快，这使得超宽带通信系统的信道容量随着收发信机的距离增加而减少，理论上，当距离大 于12m时，系统的信道容量就会低于传统窄带系统。
[0008] 5、超宽带通信系统具有很高的多径分辨力。超宽带通信使用纳米量级的脉冲，接 收器具有同样极短的时间窗口，多径信号很难被接收到。因此超宽带通信的抗衰落能力很 强，同时极窄的时域脉冲也使得超宽带系统的定位精度更高。
[0009] 6、超宽带通信系统具有功耗低、成本低的特点。这是因为超宽带技术使用时间极 短的冲激脉冲，发射端不需要附加复杂的正弦载波发生电路及调制解调电路，接收端也不 需要滤波器等相关元件，故其设备相对简单、功耗小且成本低。也正是由于超宽带系统的这 个特点，使其更便于实现集成度高且便于携带的无线通信终端。
[0010] 超宽带技术已不仅局限于雷达遥感及军用通信的领域，也成为了短距、高速的民 用无线通信系统的热点研究方向。
【发明内容】
[0011] 本发明的目的在于提供阻抗带宽大、回波损耗低、增益高、辐射特性好、结构简单 易加工，可很好应用于UWB通信系统的一种多阶交替嵌套递归镂空环超宽带天线。
[0012] 本发明设有介质基板，介质基板上下表面分别敷有良导体层，上表面良导体层设 有一个采用矩形微带馈线馈电的多阶交替嵌套递归镂空环的辐射贴片，所述多阶交替嵌套 递归的基本结构轮廓为方形及圆形；所述多阶交替嵌套递归镂空环是在正方形辐射贴片内 部开圆形槽构成镂空环结构，依次在圆形槽内部开下一阶方形及圆形交替嵌套结构形成递 归镂空环结构；所述下表面良导体层设有左右对称宽度渐变的多阶阶梯形渐变电磁耦合地 板。
[0013] 所述介质基板可采用陶瓷基板或环氧复合基板；所述良导体可采用铜或银，介质 基板的相对介电常数可为2~8。
[0014] 所述介质基板可采用矩形介质基板，矩形介质基板的长度可为28~32_，宽度可 为26~3Ctam，厚度可为1~2. 5謹。
[0015]所述上表面良导体层是设有一个采用矩形微带馈线馈电的多阶交替嵌套递归镂 空环的辐射贴片，所述矩形微带馈线的长度可为11~16_，宽度可为2~4_。
[0016] 所述上表面良导体层设有一个采用矩形微带馈线馈电的多阶交替嵌套递归镂空 环的辐射贴片；所述多阶交替嵌套递归镂空环是在正方形辐射贴片内部开圆形槽构成镂空 环结构，正方形福射贴片的边长为11~16_，圆形槽半径为3~8_，依次可继续在圆形槽 内部开下一阶方形及圆形交替嵌套结构形成递归镂空环结构，递归比率为（2~2.4) : 1。
[0017] 所述多阶交替嵌套递归镂空环是在圆形槽内部开下一阶方形及圆形交替嵌套结 构形成递归镂空环结构，交替嵌套阶数可以是2~5。
[0018]所述下表面良导体层设有左右对称宽度渐变的多阶阶梯形渐变电磁耦合地板，阶 梯起始处的高为10~14mm，相邻阶梯宽度渐变值可为1~4mm，每阶阶梯高为0. 2~0. 8mm。 所述多阶阶梯形渐变电磁耦合地板的阶数可为1~10。
[0019] 递归镂空环结构能有效增加电流有效长度拓展带宽，控制不同频率的电磁辐射特 性，改善驻波比。下表面良导体层设有左右对称宽度渐变的多阶阶梯形渐变电磁耦合地板。 通过此结构可以引入更多的电感和电容分量，以便更好的补偿辐射贴片的电抗成分，实现 天线同馈线间的阻抗匹配拓展阻抗带宽。
[0020] 本发明与常规微带线相比具有以下优点：本发明采用多阶交替嵌套递归镂空环结 构，通过增加电流有效长度拓展带宽，改善天线的电压驻波比。同时，采用合理的设计的渐 变匹配馈电结构，能够实现在整个超宽带频带内天线的良好匹配，进一步有效地拓展带宽。 本发明能实现阻抗带宽3.1~13. 9GHz，倍频为4.48 : 1，相对带宽达139%，在工作频段上 保持了良好的全向辐射特性。在工作频带内谐振点回波损耗Sn可达-41dB，有很好的匹配 特性。
【附图说明】
[0021] 图1为本发明实施例的结构示意图。
[0022] 图2为本发明实施例的侧面示意图。
[0023] 图3为本发明实施例的上表面示