本發(fā)明涉及一種新型的單極子超寬帶天線，在3.1GHz到10.6GHz的頻率范圍由較好的工作特性，其回波損耗在最低點(diǎn)達(dá)到了-51，而且在1.56GHz到18GHz范圍內(nèi)的回波損耗都在-10以下，其工作特性較好。

超寬帶通信技術(shù)廣泛應(yīng)用在雷達(dá)、定位、電子對(duì)抗以及保密通信等領(lǐng)域，長(zhǎng)期以來(lái)被各國(guó)視為尖端軍事技術(shù)而嚴(yán)密防護(hù)，直到近年來(lái)才逐漸趨于民用。超寬帶通信技術(shù)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)可總括如下：①高隱蔽性。②較強(qiáng)的多徑辨識(shí)能力和較高的信息傳輸速率。③系統(tǒng)容量大。④穿透能力強(qiáng)，易于實(shí)現(xiàn)定位與通信的一體化。⑤功耗低。

超寬帶天線是超寬帶無(wú)線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分之一，其設(shè)計(jì)需考慮兩方面內(nèi)容：①實(shí)現(xiàn)從3.1GHz到10.6GHz的超寬帶傳輸特性(駐波系數(shù)小于2)；②考慮到與其他窄帶通信系統(tǒng)的互擾問(wèn)題，天線進(jìn)行寬頻帶通信的同時(shí)要具備某些窄帶頻段的陷波功能?；谝陨蟽牲c(diǎn)考慮，出現(xiàn)了傳統(tǒng)的具有陷波功能超寬帶天線的設(shè)計(jì)方法，即通過(guò)等效電路分析，在天線輻射單元上加開(kāi)某些具有特定功能的槽孔(如L型槽、U型槽)等，以達(dá)到所需陷波目的。

背景技術(shù)：

超寬帶技術(shù)[1-3]的最初形式為脈沖無(wú)線通信，起源于20世紀(jì)40年代，低偵側(cè)率等通信設(shè)備中使用。近年來(lái)，隨著微電子器件的技術(shù)和工藝的提高，UWB技術(shù)開(kāi)始應(yīng)用于民用領(lǐng)域。超寬帶通信是一種不用載波，而通過(guò)對(duì)具有很陡上升和下降時(shí)間的脈沖進(jìn)行調(diào)制(通常，脈沖寬度在0.20-1.5ns之間)的一種通信，也稱為脈沖無(wú)線電(Impulse Radio).時(shí)域(Time Domain)或無(wú)載波(Carrier Free)通信。它具有GHz量級(jí)的帶寬，并因其發(fā)射能量相當(dāng)小，因此可能在不占用現(xiàn)在已經(jīng)擁擠不堪頻率資源的情況下帶來(lái)一種全新的語(yǔ)音及數(shù)據(jù)通信方式。

自從3.1GHz到10.6GHz的頻帶被美國(guó)聯(lián)邦政府開(kāi)放商用之后，超寬帶天線就受到了極大的關(guān)注。因?yàn)闃O快的數(shù)據(jù)處理速度以及對(duì)消除部分多徑效應(yīng)干擾，超寬帶天線被認(rèn)為是未來(lái)嗲通信系統(tǒng)的出路之一。因?yàn)槌瑢拵炀€的內(nèi)部設(shè)計(jì)帶有沖突的成分包括阻抗不能完美的匹配，以及輻射的穩(wěn)定性超寬帶天線的尺寸等等，所以超寬帶天線在發(fā)展的過(guò)程中也受到了一定的限制。共面波導(dǎo)饋電天線具有很多優(yōu)點(diǎn)比如說(shuō)很寬的帶寬，制備價(jià)格低易于和電臺(tái)頻率兼容

在之前為了提高貼片天線的帶寬由很多的方案，比如說(shuō)使用一個(gè)相對(duì)較厚的介質(zhì)板，使用低傳導(dǎo)恒定的并聯(lián)共振器，在主貼片上堆疊多個(gè)寄生的貼片， 或者在靠近主貼片的地方放置多個(gè)貼片，U型的刻槽，L型探針，有損耗的介質(zhì)等等。印刷天線的輻射貼片有很多種形式三角形，長(zhǎng)方形，橢圓形，圓形正方形，還有很多。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種新型的單極子超寬帶天線。如圖1所示，本發(fā)明提出的超寬帶天線由三部分構(gòu)成，貼片天線(1)(包括輻射單元與饋線)、介質(zhì)板(2)、有五個(gè)矩形刻槽的接地板(3)。整個(gè)超寬帶天線的構(gòu)造及尺寸如圖2所示。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：

一種新型的單極子超寬帶天線，根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的單極子超寬帶天線，其特征在與，天線(1)由輻射單元和饋線組成，其輻射單元由一個(gè)矩形上面刻出一個(gè)矩形槽，在上面的兩個(gè)角刻出兩個(gè)三角形槽構(gòu)成，其矩形輻射單元的長(zhǎng)和寬分別為18mm和15mm，矩形槽的長(zhǎng)和寬分別為12mm和6mm，三角形的兩個(gè)邊長(zhǎng)分別為2mm和0.5mm，兩個(gè)三角形呈對(duì)稱分布。

根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的單極子超寬帶天線，其特征在于，其天線的中線和介質(zhì)板得中線重合，整個(gè)天線呈左右對(duì)稱分布。

根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的單極子超寬帶天線，其特征在于，饋線由三部分組成，最下面的饋線的長(zhǎng)和寬分別為3mm和16.8mm，中間的矩形饋線的長(zhǎng)和寬分別為8mm和1.5mm，最上面的饋線的長(zhǎng)和寬分別為12mm和1.5mm。

根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型單極子超寬帶天線，其特征在于，介質(zhì)基板的介電常數(shù)為2.2。

根據(jù)權(quán)利要求1所述一種新型的單極子超寬帶天線，起特征在于，在接地板的場(chǎng)合寬分別為16mm和32mm，在接地板上刻出五個(gè)矩形的槽，其上面兩個(gè)角矩形的長(zhǎng)和寬分別為1mm和1mm，中間的兩個(gè)矩形槽的長(zhǎng)和寬分別為2mm和2mm，上面中間的矩形的長(zhǎng)和寬分別為2.5mm和2mm，其接地板的結(jié)構(gòu)也呈左右對(duì)稱。

后文將結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)發(fā)明內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)論述。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明所述新型的單極子超寬帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述新型的單極子超寬帶天線的尺寸說(shuō)明圖；

圖3是本發(fā)明的所述新型的單極子超寬帶天線接地板的尺寸說(shuō)明圖；

符號(hào)說(shuō)明：

1是貼片天線(包含輻射單元與饋線)，2是介質(zhì)板，3是接地面。

具體實(shí)施方式

由于所述單極子超寬帶天線工作于微波頻段，這里將借助微波傳輸線理論來(lái)分析其輻射原理。假設(shè)貼片天線三角形輻射單元的半徑為半波長(zhǎng)λ/2，介質(zhì)基板的厚度為L(zhǎng)₃。這樣，可以將三角形輻射單元、介質(zhì)基板和接地板看作長(zhǎng)為λ/2的低阻抗微帶傳輸線，并在輻射單元邊緣部位形成開(kāi)路。又因?yàn)榻橘|(zhì)基板厚度遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)λ，因而電場(chǎng)沿貼片平面法線方向的分量基本無(wú)變化。在只考慮主模激勵(lì)的情況下，電磁波輻射基本可以認(rèn)為是由輻射單元開(kāi)路部位的邊緣引起的?？梢詫㈤_(kāi)路端的電場(chǎng)分解為沿貼片平面的水平分量和平行于平面法線的垂直分量，其中垂直分量因相位相反而相互抵消，故電場(chǎng)的水平分量使輻射單元開(kāi)路端被等效為無(wú)限大平面上同相激勵(lì)的縫隙。這樣，輻射單元的對(duì)外輻射就等效成了縫隙的輻射。

如圖2所示，W1、W2、W3、L1、L2、Lx、Wx、Lf、Wf、Lq分別為12mm、2.5mm、3mm、13mm、6mm、1.5mm、8mm、16.8mm、32mm，接地板鍍銅。

接地板由下面的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置

如圖3所示，L3、L4、Wt、Lt分別為2mm、1mm、2mm、2.5mm。改變這些刻槽的尺寸會(huì)影響天線的帶寬。