本實用新型涉及微波通信
技術(shù)領(lǐng)域：
，尤其涉及一種陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線。
背景技術(shù)：
：自從2002年聯(lián)邦通訊委員會公布3.1～10.6GHz頻段應(yīng)用于商業(yè)領(lǐng)域以來，具有高數(shù)據(jù)傳輸率、低成本、低功耗、抗干擾能力強的超寬帶(UWB)通信系統(tǒng)得到迅速發(fā)展，超寬帶天線成為近年來國際學者的研究熱點。然而，UWB頻帶中包括WLAN和WiMAX等頻段，它們之間可能會產(chǎn)生一定的干擾?，F(xiàn)有技術(shù)中往往通過陷波來解決這個技術(shù)問題，通常超寬帶天線實現(xiàn)陷波都是在天線上加載輻射縫隙或者諧振枝節(jié)，這樣就很難保證完整的UWB性能。因此，需要一種陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線。技術(shù)實現(xiàn)要素：本實用新型的目的在于提供一種陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中的天線難以保證完整的UWB性能，天線尺寸大的問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線，所述陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線包括輻射單元、微帶饋線、介質(zhì)基板和接地板，其中：所述輻射單元、微帶饋線設(shè)置在介質(zhì)基板的上表面，所述接地板設(shè)置在介質(zhì)基板的下表面；所述輻射單元包括等腰梯形區(qū)和與等腰梯形區(qū)的下底等寬并連接的矩形區(qū)，所述矩形區(qū)上設(shè)有開口朝向等腰梯形區(qū)的下底的圓弧縫隙；所述圓弧縫隙上設(shè)置有若干個射頻開關(guān)；所述輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底與微帶饋線連接；所述圓弧縫隙關(guān)于輻射單元的等腰梯形區(qū)的中心線左右對稱；所述微帶饋線關(guān)于輻射單元的等腰梯形區(qū)的中心線左右對稱。其中，所述輻射單元的等腰梯形區(qū)的下底與接地板的寬度相同，所述介質(zhì)基板的厚度為1.6mm。其中，所述輻射單元的矩形區(qū)的大小為20mm×6.5mm；所述輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底為10mm，下底為20mm，高為3mm。其中，所述圓弧縫隙的內(nèi)弧的弦長為12mm，內(nèi)弧的弓高為4mm；所述圓弧縫隙的寬度為1mm，圓弧縫隙的半徑為7mm。其中，所述微帶饋線的寬度為3mm，長度為15.5mm。其中，所述圓弧縫隙的內(nèi)弧的弦與輻射單元等腰梯形區(qū)的上底的距離為4.5mm。其中，所述射頻開關(guān)為PIN二極管。本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線中的等腰梯形區(qū)11使得輻射單元1具有兩個切角，且該兩個切角關(guān)于微帶饋線2左右對稱，實現(xiàn)了超寬帶；此外，本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線通過在輻射單元上蝕刻出的圓弧縫隙而產(chǎn)生陷波，然后可進一步通過控制設(shè)置在圓弧縫隙上的若干個射頻開關(guān)的通斷改變縫隙的諧振長度，進而改變天線的諧振頻率，實現(xiàn)陷波的按需可重構(gòu)，并最終在保證本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的完整UWB性能的同時實現(xiàn)了天線的小型化。附圖說明圖1是本實用新型第一實施例中的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的俯視示意圖。圖2是本實用新型第一實施例中的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的縱向剖視示意圖。圖3是本實用新型一具體實施例中優(yōu)化后的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線各個狀態(tài)仿真的反射系數(shù)曲線圖。圖4是本實用新型一具體實施例中優(yōu)化后的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線各個狀態(tài)仿真的駐波比曲線。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本實用新型做進一步的詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋，本實用新型并不局限于以下實施例。本實用新型提出第一實施例，如圖1、2所示，一種陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線，包括輻射單元1、微帶饋線2、介質(zhì)基板3和接地板4。所述輻射單元1、微帶饋線2設(shè)置在介質(zhì)基板3的上表面，所述接地板4設(shè)置在介質(zhì)基板3的下表面；所述輻射單元1包括等腰梯形區(qū)11和與等腰梯形區(qū)11的下底等寬并連接的矩形區(qū)12，所述矩形區(qū)12上設(shè)有開口朝向等腰梯形區(qū)11的下底的圓弧縫隙121，所述圓弧縫隙121關(guān)于輻射單元1的等腰梯形區(qū)11的中心線左右對稱；所述圓弧縫隙121上設(shè)置有若干個射頻開關(guān)(圖1中以3個為例進行說明，分別是S1、S2、S3)；所述射頻開關(guān)為PIN二極管；所述輻射單元1的等腰梯形區(qū)11的上底與微帶饋線2連接，所述微帶饋線2關(guān)于輻射單元1的等腰梯形區(qū)11的中心線左右對稱；所述輻射單元1的等腰梯形區(qū)11的下底與接地板4的寬度相同。本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線中的等腰梯形區(qū)11使得輻射單元1具有兩個切角，且該兩個切角關(guān)于微帶饋線2左右對稱，實現(xiàn)了超寬帶；所述輻射單元1的等腰梯形區(qū)11的下底與接地板4的寬度相同，使得本發(fā)明的天線具有結(jié)構(gòu)緊湊、輻射性能穩(wěn)定；此外，本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線通過在輻射單元1上蝕刻出的圓弧縫隙121而產(chǎn)生陷波，然后可進一步通過控制設(shè)置在圓弧縫隙121上的若干個射頻開關(guān)的通斷改變圓弧縫隙121的諧振長度，進而改變天線的諧振頻率，實現(xiàn)陷波的按需可重構(gòu)，并最終在保證本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的完整UWB性能的同時實現(xiàn)了天線的小型化。另外，還可進一步將所述圓弧縫隙121設(shè)在輻射單元1電流最強的位置，同時使整個陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線關(guān)于其縱向中心線左右對稱，使得本實用新型的天線具有更好的匹配。在第一實施例的基礎(chǔ)上，本實用新型提出一具體實施例，所述介質(zhì)基板3為相對介電常數(shù)為4.4，厚度為1.6mm的矩形FR4介質(zhì)基板3；所述輻射單元1、微帶饋線2、接地板4均為銅片；所述輻射單元1、微帶饋線2、接地板4、圓弧縫隙121均是通過蝕刻的方法在介質(zhì)基板3上下表面的銅片上形成的。在上述具體實施例的替代實施例中，所述輻射單元1、微帶饋線2和接地板4還可通過轉(zhuǎn)印的方式設(shè)置在介質(zhì)基板3上。利用仿真軟件CST對上述具體實施例進行仿真分析，如圖1所示，陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線優(yōu)化后的參數(shù)如下，W(輻射單元、接地板和介質(zhì)基板的寬)＝20mm，L(接地板的長)＝14mm，L1(輻射單元的矩形區(qū)的長)＝6.5mm，L2(輻射單元的上邊緣和接地板上邊緣的距離)＝11mm，L3(輻射單元的等腰梯形的高)＝3mm，r1(圓弧縫隙的內(nèi)弧的弦長)＝12mm，r2(圓弧縫隙的內(nèi)弧的弓高)＝4mm，r3(圓弧縫隙的寬度)＝1mm，r4(圓弧縫隙的內(nèi)弧的弦和輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底的距離)＝4.5mm，d(輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底和接地板的上邊緣之間的距離)＝1.5mm，ws(微帶饋線的寬)＝3mm，w1(輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底中處于微帶饋線右邊的長度)＝3.5mm。即，微帶饋線2的長為15.5mm；輻射單元1的切角的形狀為直角三角形，該直角三角形的兩個直角邊分別是3.5mm和5mm；圓弧縫隙121的半徑為7mm。表1給出了本實用新型的天線的具體工作狀態(tài)。開關(guān)S1S2S3State1offoffoffState2offoffonState3offononState4onoffon表1陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的具體工作狀態(tài)圖3給出了上述具體實施例中優(yōu)化后的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線各個狀態(tài)仿真的反射系數(shù)曲線。如圖3所述，當三個開關(guān)都斷開(off)，即State1時，天線有良好的超寬帶性能，工作頻段(反射系數(shù)小于-10dB)為3.1～10.7GHz，完全覆蓋了超寬帶的工作頻段(3.1～10.6GHz)；當只有S3導通(on)，即State2時，天線有很好的陷波特性，工作頻段為3.15～3.96GHz；當S2和S3導通而S1斷開，即State3時，縫隙的有效長度減小，阻帶頻率稍微向高頻移動，天線工作頻段為3.57～4.32GHz；當S1和S3導通而S2斷開，即State4時，天線工作頻段為4.65～5.96GHz。因此，通過控制射頻開關(guān)的通斷改變縫隙的諧振長度，能夠改變天線的諧振頻率，實現(xiàn)陷波的按需可重構(gòu)；而且本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線的匹配較現(xiàn)有技術(shù)更佳。圖4給出了優(yōu)化后天線各個狀態(tài)的駐波比曲線。如圖4所示，駐波比小于2的工作頻段覆蓋了超寬帶的工作頻段范圍，陷波頻段分別覆蓋了3.4～3.69GHz、3.7～4.2GHz和5.2～5.875GHz。需要說明的是，上述具體實施例中的射頻開關(guān)的數(shù)量和位置可根據(jù)具體所需的陷波需求進行相應(yīng)設(shè)計，射頻開關(guān)的數(shù)量越多，可重構(gòu)出的陷波特性越豐富；另外，當d(輻射單元的等腰梯形區(qū)的上底和接地板的上邊緣之間的距離)在0～2mm之間時，且均可使本實用新型的天線具有較好的匹配，d優(yōu)選為1.5mm。綜上，本實用新型的陷波可重構(gòu)超寬帶單極天線具有完整的UWB性能，且可通過控制設(shè)置在圓弧縫隙上的若干個射頻開關(guān)的通斷改變縫隙的諧振長度，進而改變天線的諧振頻率，實現(xiàn)陷波的按需可重構(gòu)，同時實現(xiàn)了天線的小型化。以上僅為本實用新型的優(yōu)選實施例，并非因此限制本實用新型的專利范圍，凡是利用本實用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關(guān)的
技術(shù)領(lǐng)域：
，均同理包括在本實用新型的專利保護范圍內(nèi)。當前第1頁1 2 3