小型双频带超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种小型双频带超宽带天线，属于无线通信技术领域。
【背景技术】
[0002]无线通信技术的迅猛发展使现有的频谱资源日益紧张，对无线通信的系统容量及传输速率提出了越来越高的要求。超宽带技术由于其低功耗，高数据传输率，高分辨率，低成本，抗干扰能力强，保密性好和能与其他窄带通信系统共存等一系列优点而受到人们的重点关注。相比于传统天线，超宽带天线设计面临更多的挑战，传统的宽带天线不能无失真的传输UWB信号。
[0003]目前常见的UWB天线如螺旋天线、对数周期天线、TEM喇叭天线、Vivaldi天线等存在体积大、结构复杂、难以实现和小型化系统集成等问题。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种小型双频带超宽带天线，解决体积小，结构简单，成本低，阻抗带宽很宽的需求问题，满足现有无线通信网络的高性能通信。
[0005]为了实现上述目标，本实用新型采用如下的技术方案:
[0006]—种小型双频带超宽带天线，其特征是，包括基板、福射贴片和馈电传输线;所述辐射贴片设置在基板的正面，采用一个矩形框中带有一个倒T的形状;所述辐射贴片的底部与馈电传输线之间通过平滑的曲线结构连接;所述平滑的曲线结构的弧线对应的圆心角为90度;所述基板背面部分覆盖有铜片，基板背面上设置有倒T型开口槽;所述开口槽的周边覆盖有辐射贴片。
[0007]前述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述基板采用FR4基板。
[0008]前述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述基板的尺寸为18mmX 12mmX 1.6m。
[0009]前述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述平滑的曲线结构的弧线对应的圆半径为2mm。
[0010]前述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述倒T型开口槽设置在基板背面的中央部分。
[0011]本实用新型所达到的有益效果:1.本天线单元的尺寸很小，只有18mmX 12mm X1.6mm,体积小，结构简单，成本低，且天线增益高;2.天线的工作频带在2.37GHz-2.57GHz和
3.6GHz-l 1.7GHz，其高频部分的带宽比其他天线宽，整体辐射效率好，天线模拟仿真的效率可以高达78.6% ；3.用途比较宽泛，可以满足WLAN(2.45GHz) ,WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)应用的需求。
【附图说明】
[0012]图l(a)(b)分别是本装置的正面和背面的结构示意图；
[0013]图2是本装置仿真和实测的回波损耗示意图；
[0014]图3是本装置仿真的增益曲线示意图；
[0015]图4是本装置中T型结构的影响示意图；
[0016]图5(a)(b)分别是本装置在2.45GHz频点时实测和仿真的X0Z和yoz面方向示意图；
[0017]图6(a)(b)分别是本装置在5GHz频点时实测和仿真的xoz和yoz面方向示意图。
[0018]附图标记的含义:
[0019]1-基板、2-辐射贴片，3-馈电传输线，4-开□槽，5-平滑的曲线结构。
【具体实施方式】
[0020]下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。
[0021]如图1所示，给出了本实施例中天线的具体尺寸，图中尺寸的单位均为mm。整个天线平铺在18mmX 12mmX I.6mm的FR4基板上，FR4材料的损耗切角为tanS = 0.02，介电常数εΓ=4.4。天线的正面为一个矩形中间包含一个T型结构，背面为残缺地(即不是整个基板背面都是金属地，基板背面不是全部敷铜作为地板，只有部分被铜片覆盖)，残缺地上设置有一 T型开口槽，该T型开口槽可以对整个天线进行电容匹配。从对称性考虑，T型开口槽具体位置在中央部分，否则天线的方向图会不对称，背面开口槽周围的辐射贴片是地板。
[0022]在本装置中平滑的曲线结构有益于超宽带的获得，是一种超宽带结构，通过改变对应的圆半径，天线的阻抗匹配也会随之变化。在本实施例中，采用2_的半径。
[0023]如图2，实线为设计天线的仿真回波损耗曲线，-1OdB的频带范围是2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-l 1.7GHz。图中虚线为制作天线实物的实际测量结果，-1OdB频带范围是2.42GHz-2.63GHz和3.84GHz_10.1GHz，都能满足WLAN协议，WiMAX协议和UWB的部分频带要求(WLAN(2.45GHz)，WiMAX(5.25-5.85GHz)和UWB(3.96-10.6GHz)应用的需求)。
[0024]如图3是天线仿真的增益曲线，天线在低频部分和高频部分的平均增益分别是-2.2dBi和4.8dBi。
[0025]图4是天线中T型结构的影响。天线结构内部的T型结构与外矩形之间的缝隙距离为s，图中给出了s从0.1mm-0.4_变化，对天线回波损耗曲线的影响。
[0026]如图5，图(a)为2.45GHz频点的xoz面方向图，图(b)是2.45GHz频点的yoz面方向图。
[0027]如图6，图(a)为5GHz频点的xoz面方向图，图(b)是5GHz频点的yoz面方向图。
[0028]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种小型双频带超宽带天线，其特征是，包括基板、辐射贴片和馈电传输线;所述辐射贴片设置在基板的正面，采用一个矩形框中带有一个倒T的形状;所述辐射贴片的底部与馈电传输线之间通过平滑的曲线结构连接;所述平滑的曲线结构的弧线对应的圆心角为90度;所述基板背面部分覆盖有铜片，基板背面上设置有倒T型开口槽;所述开口槽的周边覆盖有辐射贴片。2.根据权利要求1所述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述基板采用FR4基板。3.根据权利要求2所述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述基板的尺寸为ISmmX12mmX 1.6mm04.根据权利要求1所述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述平滑的曲线结构的弧线对应的圆半径为2mm。5.根据权利要求1所述的小型双频带超宽带天线，其特征是，所述倒T型开口槽设置在基板背面的中央部分。
【专利摘要】本实用新型公开了一种小型双频带超宽带天线，其特征是，包括基板、辐射贴片和馈电传输线；所述辐射贴片设置在基板的正面，采用一个矩形框中带有一个倒T的形状；所述辐射贴片的底部与馈电传输线之间通过平滑的曲线结构连接；所述平滑的曲线结构的弧线对应的圆心角为90度；所述基板背面的底部设置倒T型开口槽。本实用新型所达到的有益效果：1.本天线单元的尺寸很小，体积小，结构简单，成本低，且天线增益高；2.天线的工作频带在2.37GHz-2.57GHz和3.6GHz-11.7GHz，其高频部分的带宽比其他天线宽，整体辐射效率好；3.用途比较宽泛。
【IPC分类】H01Q1/50, H01Q1/48, H01Q1/38, H01Q5/25
【公开号】CN205355250
【申请号】CN201620025900
【发明人】杨凌升, 房建平, 徐宏岭
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月12日