一种基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线的制作方法

本发明涉及一种天线，特别是一种基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线。该天线中，带阻是基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片来实现的。带的宽度和高度依赖于带陷波形频带的中心频率。该天线是印在一个非常小的基板上。

背景技术：

天线是所有无线通信系统不可或缺的部分，承担着将发射机发出的信号转化成电磁波的形式以向空间传播，或将自由空间中的电磁信号转化成高频信号以供接收机接收，从而实现无线通信的空间信号交换过程。随着无线通信技术的不断发展，硬件研发条件的不断进步，为了更好地实现无线信号的传输，对天线的性能上也提出了更高的要求，在当今无线通信设备广泛应用的大环境下，天线的重要性更是与日俱增，各种天线技术的研究和更高的技术指标的要求使得天线技术迎来了又一个发展的重大机遇。

超宽带通信技术(UWB，Ultra Wide Band)，早在20世纪60年代就已经有了与之相关的超宽带发射机和接收机技术应用，但却只是应用在雷达、定位、传感以及保密通信等领域。2002年，美国联邦通信委员会(FCC)把3.1～10.6GHz作为工作系统和测量系统的工作频率范围，并且规定除了应用于数字通信、雷达和定位等领域外，还可以商用、民用领域等，随着无线电技术的发展，系统对于传输速度、传输容量的要求也变得越来越高超宽带信号由于具有极大的带宽、传输速率高、功率低、抗干扰性强等优点能够很好地满足现代通信的需求。

超宽带通信系统具有窄带通信系统所不具备的特性，它会为无线局域网WLAN和个人局域网PAN的接口卡和接入技术带来低功耗、高带宽并且相对简单的无线通信技术。

随着无线电技术的发展，超宽带天线向宽频带、小型化、高传输率、低成本、低复杂性等方向发展。超宽带印刷单极子天线就是这一发展产物。在超宽带印刷单极子天线的设计中，有的是通过改变金属地板的结构来展宽天线的带宽；有的是通过改变馈线来增加带宽的；也有通过改变辐射贴片的形状来展宽天线的带宽。超宽带通信系统覆盖了3.1～10.6GHz频段，而在此频段内的无线通信频段分布密集诸如WLAN、WiMAX和WCDMA等无线系统都在此频段内。为了减少系统间存在的相互干扰，要求在低复杂度的基础上实现系统兼容、频谱复用，可以使超宽带天线本身具有带阻特性，所以就出现了具有带阻特性的超宽带天线。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，该天线在3.88—11.36GHz的频带范围具有良好的阻抗特性和辐射方向特性，并且具有双陷波特性。

本发明所采用的技术方案：

一种基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，其特征在于，包括介质基板(1)、基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形接地板(4)；基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)印刷在介质基板(1)正面；矩形接地板(4)印刷在介质基板(1)的下表面。

所述基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，其特征在于，所述的介质基板(1)为聚四氟乙烯材料，介质基板(1)的宽度W1为25mm，厚度H为1mm。

所述基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，其特征在于，所述的基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)，贴片形状为谢尔宾斯基分形几何形状转化，基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)各相应边长分别为：S1为8mm、S2为8mm、S3为4mm、S4为3mm、S5为4mm、S6为4mm、S7为5.4mm、和S8为1mm。

所述基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，其特征在于，所述的50欧姆微带馈线(3)为矩形的结构；50欧姆微带馈线(3)的长度L2为14mm，宽度为3mm。

所述基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，其特征在于，矩形的接地板(5)，其长度为10mm、宽度为25mm。

该发明超宽带天线相对于现有的超宽带天线具有以下的特性和优点：

频带非常宽，尺寸小，陷波可调。

该发明超宽带天线介质基板宽度W为25mm、厚度H为1mm，尺寸非常小。

通过贴片上谢尔宾斯基地毯分“凹”形几何的“凹”形的边长，可以调节陷波的频段范围。

附图说明

图1是本发明实施实例1的基本结构图；

图2是本发明实施实例1的基本结构俯视图；

图中：1—介质基板，2—基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片，3—50欧姆微带馈线，4—矩形接地板；

具体实施方式

本发明设计了一种基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，该超宽带天线尺寸极小、陷波可调。

下面结合附图对本发明做进一步的描述：

本发明的基本结构图如图1所示，介质基板(1)的材料是聚四氟乙烯，其介电常数为2.1。该介质基板的厚度H为1mm。介质基板下的矩形接地板(4)采用铜(退火)材料。

如图1所示，基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)印刷在介质基板(1)正面；矩形接地板(4)印刷在介质基板(1)的下表面。

如图1所示，本发明的基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线，基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)、50欧姆微带馈线(3)、矩形接地板(4)。

如图1所示，基于谢尔宾斯基分凹形几何的单极子贴片(2)内“凹”形的边长可调节。通过调节“凹”形边长S8可以对陷波进行调制。

如图1所示，本发明的基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线采用基于谢尔宾斯基分形几何的单极子贴片。

本发明的基于谢尔宾斯基分凹形几何的超宽带单极子天线的设计参数：

介质基板的选择：介电常数为2.1的聚四氟乙烯。该材料有损耗小、介电常数低、一致性好、化学性质稳定等优点。该介质基板的厚度为1mm满足所需的强度。介质基板下的金属接地板均采用铜(退火)材料。