一种用于UWB通信的CPW双频宽带天线的制作方法

一种用于uwb通信的cpw双频宽带天线
技术领域
1.本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种用于uwb通信的cpw双频宽带天线。


背景技术：

2.uwb(ultra wide band，超宽带)技术是一种以极低功率在短距离内进行高速数据传输的无线技术。uwb系统的主要频段为3.1
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10.6ghz，而目前最为常用的频段为ch5(6240
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6739mhz)和ch9(7737
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8236mhz)，占用带宽一般为500mhz。uwb技术具有数据传输速率高、时延低、成本低、穿透性强等优点。目前，无线设备的尺寸越来越小，预留给天线的空间也逐渐变小，因此设计一款小型化、宽带化、多频段、低成本的uwb天线十分具有挑战性。
3.以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本实用新型提出一种用于uwb通信的cpw双频宽带天线，具有小型化、宽频带、低成本、多频段等优点，可广泛应用于各种实际场景中。
5.为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.本实用新型公开了一种用于uwb通信的cpw双频宽带天线，包括介质基板，所述介质基板的上层设有辐射体和金属地板，所述辐射体包括相互连接的共面波导信号线、第一辐射体和第二辐射体，所述共面波导信号线用于与一sma接头的内芯连接，所述金属地板用于与所述sma接头的外导体连接，所述第一辐射体用于接收第一频率段的信号，所述第二辐射体用于接收第二频率段的信号，其中所述第一频率段比所述第二频率段的频率低，且所述第一辐射体比所述第二辐射体的长度长。
7.优选地，所述第一频率段为3.1ghz～5ghz，所述第二频率段为6.2ghz～10.6ghz。
8.优选地，所述第一辐射体的结构为蝴蝶结状。
9.优选地，所述第二辐射体的结构由一圆形和一矩形连接形成。
10.优选地，所述第一辐射体和所述第二辐射体各自沿轴线对称分布。
11.优选地，所述第一辐射体在所述轴线上开设有“i”字型槽，所述第二辐射体设置在所述“i”字型槽内，且所述第一辐射体与所述第二辐射体相互耦合。
12.优选地，所述共面波导信号线和所述金属地板共同组成50欧姆的cpw微带线。
13.优选地，所述共面波导信号线的线宽为3.2mm，且所述共面波导信号线与所述金属地板的间隙为0.12mm。
14.优选地，所述介质基板采用液晶高分子聚合物材料制成。
15.优选地，所述介质基板的厚度为0.1～0.4mm。
16.与现有技术相比，本实用新型提供的用于uwb通信的cpw双频宽带天线，具有小型化、宽频带、低成本、多频段等优点，可广泛应用于各种实际场景中。
附图说明
17.图1是本实用新型优选实施例的用于uwb通信的cpw双频宽带天线的结构示意图；
18.图2是本实用新型优选实施例的cpw双频宽带天线的实测回波损耗曲线；
19.图3是本实用新型优选实施例的cpw双频宽带天线在6.5ghz频率处的e面和h面辐射方向图；
20.图4是本实用新型优选实施例的cpw双频宽带天线在8ghz频率处的e面和h面辐射方向图。
具体实施方式
21.为了使本实用新型实施例所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
22.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于电路连通作用。
23.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
24.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
25.如图1所示，本实用新型优选实施例公开的用于uwb通信的cpw双频宽带天线，包括介质基板1，介质基板1上层设有辐射体2和金属地板3，辐射体2包括相互连接的cpw信号线4、接收低频信号的环形长枝节5和接收短频信号的短枝节7。sma接头8的内芯与cpw信号线4连接，sma接头8的外导体与金属地板3连接。天线在结构上沿轴线对称分布，且环形长枝节5在轴线处开“i”字型槽6，并与槽内的短枝节7耦合。
26.在一些实施例中，环形长枝节5为两端宽中间宽的蝴蝶结状，短枝节7主要由一个圆形金属片和矩形金属片组成，使得环形长枝节5覆盖较低频率信号，短枝节7覆盖较高频率信号，结合图2～图4，本实施例中的环形长枝节5和短枝节7的形状能够副高uwb频段中的ch5和ch9频段。具体地，cpw双频宽带天线用于uwb通信，其中的环形长枝节5接收的低频为3.1ghz～5ghz，短枝节7接收的高频为6.2ghz～10.6ghz。
27.在一些实施例中，cpw信号线4的线宽为3.2mm，与金属地板3的间隙为0.12mm，cpw信号线4和金属地板3共同组成50欧姆的cpw微带线，该50欧姆特性阻抗的传输线可以实现损耗小，还能兼顾发射时可承受功率大。
28.在一些实施例中，介质基板1采用的材料为液晶高分子聚合物(lcp)，且厚度为0.1～0.4mm，更优选地，其厚度为0.4mm，可以兼顾性能与成本。
29.如图2所示，为本实用新型优选实施例天线的回波损耗实测曲线图，可以看出天线具有较大的阻抗带宽，能够覆盖uwb频段中的ch5和ch9频段。
30.如图3和4所示，分别为本实用新型优选实施例天线在6.5ghz和8ghz频率处的e
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面和h
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面辐射方向图，可以看出天线具有较好的全向性。
31.以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本实用新型的保护范围。


技术特征：
1.一种用于uwb通信的cpw双频宽带天线，其特征在于，包括介质基板，所述介质基板的上层设有辐射体和金属地板，所述辐射体包括相互连接的共面波导信号线、第一辐射体和第二辐射体，所述共面波导信号线用于与一sma接头的内芯连接，所述金属地板用于与所述sma接头的外导体连接，所述第一辐射体用于接收第一频率段的信号，所述第二辐射体用于接收第二频率段的信号，其中所述第一频率段比所述第二频率段的频率低，且所述第一辐射体比所述第二辐射体的长度长。2.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述第一频率段为3.1ghz～5ghz，所述第二频率段为6.2ghz～10.6ghz。3.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述第一辐射体的结构为蝴蝶结状。4.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述第二辐射体的结构由一圆形和一矩形连接形成。5.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述第一辐射体和所述第二辐射体各自沿轴线对称分布。6.根据权利要求5所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述第一辐射体在所述轴线上开设有“i”字型槽，所述第二辐射体设置在所述“i”字型槽内，且所述第一辐射体与所述第二辐射体相互耦合。7.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述共面波导信号线和所述金属地板共同组成50欧姆的cpw微带线。8.根据权利要求7所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述共面波导信号线的线宽为3.2mm，且所述共面波导信号线与所述金属地板的间隙为0.12mm。9.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述介质基板采用液晶高分子聚合物材料制成。10.根据权利要求1所述的cpw双频宽带天线，其特征在于，所述介质基板的厚度为0.1～0.4mm。

技术总结
本实用新型公开了一种用于UWB通信的CPW双频宽带天线，包括介质基板，所述介质基板的上层设有辐射体和金属地板，所述辐射体包括相互连接的共面波导信号线、第一辐射体和第二辐射体，所述共面波导信号线用于与一SMA接头的内芯连接，所述金属地板用于与所述SMA接头的外导体连接，所述第一辐射体用于接收第一频率段的信号，所述第二辐射体用于接收第二频率段的信号，其中所述第一频率段比所述第二频率段的频率低，且所述第一辐射体比所述第二辐射体的长度长。本实用新型具有小型化、宽频带、低成本、多频段等优点，可广泛应用于各种实际场景中。中。中。


技术研发人员：戴海军 刘奕彬 李忠心 严清夏
受保护的技术使用者：深圳市海德门电子有限公司
技术研发日：2021.04.15
技术公布日：2021/11/24