一种双端口双陷波超宽带天线

技术领域

本发明涉及无线电技术领域，尤其涉及一种双端口双陷波超宽带天线。

背景技术

在陷波天线技术领域，为了增加陷波天线的数据收发速率，通常采用增加端口的办法，但是增加端口会使端口之间产生强烈耦合，端口之间相互耦合导致的后果是，调节其中一个端口的陷波频率后，其它陷波频率也会跟着改变，导致陷波天线适应性非常差，一种陷波天线结构只能对应特定频率的窄带信号，要改变陷波天线的其中一个频率，整个陷波天线的结构都需要重新设计，另外这还导致了陷波天线对制造精度的要求异常高，陷波天线中只要有一个陷波器的尺寸超差就会牵一发而动全身，导致整个陷波天线完全报废。

现有技术下，双端口的陷波天线的端口之间的耦合的减小，通常的手段是增加端口之间的间距，这使得双端口的陷波天线尺寸变得很大，对于移动便携场景下的应用就非常困难。现在急需一种小尺寸的双端口陷波天线，以适应现在越来越大的移动应用场景。

发明内容

为了解决以上现有技术的缺点和不足之处，本发明的首要目的是提供一种双端口双陷波超宽带天线。

本发明的技术方案是：一种双端口双陷波超宽带天线，包括：

介质基板；

金属接地面，所述金属接地面设置在介质基板背面；

所述金属接地面为矩形；

所述双端口双陷波超宽带天线还包括：

隔离枝节，所述隔离枝节为矩形，隔离枝节设置在介质基板正面，隔离枝节与金属接地面垂直，第一中轴线通过金属接地面中点，所述第一中轴线为隔离枝节的中轴线；

端口，所述端口包括2个，端口设置在介质基板正面，2端口位于隔离枝节两侧，2端口在第一中轴线两侧左右对称分布；

微带馈线，所述微带馈线设置在介质基板正面，微带馈线包括2根，每根微带馈线对应一个端口，每根微带馈线一端与对应的端口电连接，微带馈线长度方向与第一中轴线平行。

进一步地，所述端口包括：

辐射贴片，所述辐射贴片为椭圆形，辐射贴片长轴与第一中轴线平行，辐射贴片内开有第一弧形开环槽和第二弧形开环槽，微带馈线长度方向中轴线与辐射贴片长轴重合；所述第一弧形开环槽为与辐射贴片相似的椭圆形，第一弧形开环槽的长轴与辐射贴片的长轴重合，第一弧形开环槽的短轴与辐射贴片的短轴重合；所述第二弧形开环槽为与辐射贴片相似的椭圆形，第二弧形开环槽的长轴与辐射贴片的长轴重合，第二弧形开环槽的短轴与辐射贴片的短轴重合。

进一步地，所述辐射贴片的长轴长6mm±0.1mm，短轴长5mm±0.1mm。

所述第一弧形开环槽的缺口长度为0.6mm±0.1mm，第一弧形开环槽的长轴长度为5mm±0.1mm，第一弧形开环槽的短轴长度为4mm±0.1mm，第一弧形开环槽的长度在24.12mm到26.12mm之间；

所述第二弧形开环槽的缺口长度为2mm±0.1mm，第二弧形开环槽的长轴长度为3.6mm±0.1mm，短轴长度为3mm±0.1mm，第二弧形开环槽的长度在17.64mm到19.64mm之间。

进一步地，所述隔离枝节还包括：

隔离圆弧槽，所述隔离圆弧槽包括2个，隔离圆弧槽挖在隔离枝节靠近端口两侧的边上，隔离圆弧槽在第一中轴线两侧左右对称分布。

进一步地，所述隔离枝节左右宽度为10mm±0.1mm；

所述隔离枝节上端与隔离圆弧槽的距离为8.266mm±0.1mm，隔离枝节下端与隔离圆弧槽的距离为1.26mm±0.1mm，隔离圆弧槽圆心之间的间距为35mm±0.1mm，隔离圆弧圆心与隔离枝节上部边缘的距离为14.52mm±0.1mm，隔离圆弧槽的半径为13.64mm±0.1mm。

进一步地，还包括：

隔离矩形槽，所述隔离矩形槽挖在金属接地面靠近隔离枝节的边缘，隔离矩形槽包括2个，隔离矩形槽在第一中轴线左右两侧对称分布。

进一步地，所述隔离矩形槽左右宽度为3mm±0.1mm，隔离矩形槽上下深度为1mm±0.1mm，隔离矩形槽与相邻的金属接地面边缘间距为5.5mm±0.1mm，隔离矩形槽位于微带馈线正下方。

进一步地，所述金属接地面左右宽度为39.7mm±0.1mm，金属接地面上下高度为8mm±0.1mm。

进一步地，所述介质基板材料采用Roggers5880，厚度为0.8mm±0.1mm，长为30mm±0.1mm，宽为39mm±0.1mm；

所述微带馈线的宽度为1.8mm±0.1mm，长度为8.6mm±0.1mm，电阻为50Ω。

进一步地，所述微带馈线相邻的边缘间距为23mm±0.1mm。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明具有以下优点：

1)本发明通过在端口之间设置隔离枝节，在同样的端口间距下，使得端口之间的耦合更小，从而可以将超宽带天线尺寸做得更小；

2)本发明通过第一弧形开环槽和第二弧形开环槽实现两个陷波频率；

3)本发明通过将第一弧形开环槽的缺口长度限定为0.6mm±0.1mm，第一弧形开环槽的长度限定在24.12mm到26.12mm之间，使得第一弧形开环槽的陷波中心频率为6.75Hz；通过将第二弧形开环槽的缺口长度设为2mm±0.1mm，第二弧形开环槽的长度限定在17.64mm到19.64mm之间，使得第一弧形开环槽的陷波中心频率为5.15Hz；

4)本发明通过将隔离圆弧槽挖在隔离枝节靠近端口的两侧，使超宽带天线的S11曲线高频部分9.5GHz～10GHz阻抗满足要求；

5)本发明通过设置隔离枝节宽度、隔离圆弧槽半径、隔离圆弧槽圆心间距和离圆弧圆心与隔离枝节上部边缘的距离，在端口间耦合S21和回波损耗S11间取得平衡；

6)本发明通过设置隔离矩形槽，使得双端子陷波天线的工作带宽增加，使超宽带天线的S11曲线高频部分7GHz以后阻抗满足要求；；

7)本发明通过设置隔离矩形槽的左右宽度和上下深度，使得双端子陷波天线既满足低频部分的回波损耗S11>-10db，也满足高频部分的回波损耗S11>-10db；

8)本发明通过金属接地面左右宽度和上下高度设置，使得双端子陷波天线的回波损耗在满足S11>-10db的同天线尺寸最小；

9)本发明通过设置介质基板材料、介质基板厚度、介质基板长宽、微带馈线宽度、长度和电阻，使得双端口天线阻抗匹配，回波损耗满足S11>-10db；

10)本发明通过设置微带馈线相邻的边缘间距，在保证端口间的耦合度满足要求的情况下，使得双端口陷波天线尺寸尽可能的小。

附图说明

图1为本发明Antenna天线的立体视图；

图2为本发明Antenna天线的正面视图；

图3为本发明Antenna天线的背面视图；

图4为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真在5.15GHz下的天线电流分布图；

图5为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真在6.75GHz下的天线电流分布图；

图6为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真的回波损耗曲线；

图7为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真的隔离度曲线；

图8为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真的第一弧形开环槽不同长度下的回波损耗与频率曲线；

图9为本发明Antenna天线通过HFSS15.0软件仿真的第二弧形开环槽不同长度下的回波损耗与频率曲线；

图10为无隔离圆弧槽、无隔离枝节和无隔离矩形槽的Antenna1天线的结构示意图；

图11为Antenna天线和Antenna1天线通过HFSS15.0软件仿真的S11曲线；

图12为Antenna天线和Antenna1天线通过HFSS15.0软件仿真的S21曲线；

图13为无隔离圆弧槽的Antenna2天线的结构示意图；

图14为Antenna天线和Antenna2天线通过HFSS15.0软件仿真的S11曲线；

图15为Antenna天线和Antenna2天线通过HFSS15.0软件仿真的S21曲线；

图16为无隔离圆弧槽和无隔离矩形槽的Antenna3天线的结构示意图；

图17为Antenna天线和Antenna3天线通过HFSS15.0软件仿真的S11曲线；

图18为Antenna天线和Antenna3天线通过HFSS15.0软件仿真的S21曲线；

图19为无隔离矩形槽的Antenna4天线的结构示意图；

图20为Antenna天线和Antenna4天线通过HFSS15.0软件仿真的S11曲线；

图21为Antenna天线和Antenna4天线通过HFSS15.0软件仿真的S21曲线。

具体实施方式

下面结合附图及具体的实施例对发明进行进一步介绍：

本申请中对方位的限定，例如方位词上、下、左、右、正面和背面，基于图1至图3。

实施实例1：参考图1至图21，一种双端口双陷波超宽带天线，包括：介质基板1；金属接地面4，所述金属接地面4设置在介质基板1背面；所述金属接地面4为矩形；所述双端口双陷波超宽带天线还包括：隔离枝节5，所述隔离枝节5为矩形，隔离枝节5设置在介质基板1正面，隔离枝节5与金属接地面4垂直，第一中轴线通过金属接地面4中点，所述第一中轴线为隔离枝节5的中轴线；端口2，所述端口2包括2个，端口2设置在介质基板1正面，2端口2位于隔离枝节5两侧，2端口2在第一中轴线两侧左右对称分布；微带馈线3，所述微带馈线3设置在介质基板1正面，微带馈线3包括2根，每根微带馈线3对应一个端口2，每根微带馈线3一端与对应的端口2电连接，微带馈线3长度方向与第一中轴线平行。

进一步地，所述端口2包括：辐射贴片201，所述辐射贴片201为椭圆形，辐射贴片201长轴与第一中轴线平行，辐射贴片201内开有第一弧形开环槽202和第二弧形开环槽203，微带馈线3长度方向中轴线与辐射贴片201长轴重合；所述第一弧形开环槽202为与辐射贴片201相似的椭圆形，第一弧形开环槽202的长轴与辐射贴片201的长轴重合，第一弧形开环槽202的短轴与辐射贴片201的短轴重合；所述第二弧形开环槽203为与辐射贴片201相似的椭圆形，第二弧形开环槽203的长轴与辐射贴片201的长轴重合，第二弧形开环槽203的短轴与辐射贴片201的短轴重合。

进一步地，所述辐射贴片201的长轴长6mm±0.1mm，短轴长5mm±0.1mm。

所述第一弧形开环槽202的缺口长度为0.6mm±0.1mm，第一弧形开环槽202的长轴长度为5mm±0.1mm，第一弧形开环槽202的短轴长度为4mm±0.1mm，第一弧形开环槽202的长度在24.12mm到26.12mm之间；所述第二弧形开环槽203的缺口长度为2mm±0.1mm，第二弧形开环槽203的长轴长度为3.6mm±0.1mm，短轴长度为3mm±0.1mm，第二弧形开环槽203的长度在17.64mm到19.64mm之间。

进一步地，所述隔离枝节5还包括：隔离圆弧槽501，所述隔离圆弧槽501包括2个，隔离圆弧槽501挖在隔离枝节5靠近端口2两侧的边上，隔离圆弧槽501在第一中轴线两侧左右对称分布。

进一步地，所述隔离枝节5左右宽度为10mm±0.1mm；所述隔离枝节5上端与隔离圆弧槽501的距离为8.266mm±0.1mm，隔离枝节5下端与隔离圆弧槽501的距离为1.26mm±0.1mm，隔离圆弧槽501圆心之间的间距为35mm±0.1mm，隔离圆弧圆心与隔离枝节5上部边缘的距离为14.52mm±0.1mm，隔离圆弧槽501的半径为13.64mm±0.1mm。

进一步地，还包括：隔离矩形槽401，所述隔离矩形槽401挖在金属接地面4靠近隔离枝节5的边缘，隔离矩形槽401包括2个，隔离矩形槽401在第一中轴线左右两侧对称分布。

进一步地，所述隔离矩形槽401左右宽度为3mm±0.1mm，隔离矩形槽401上下深度为1mm±0.1mm，隔离矩形槽401与相邻的金属接地面4边缘间距为5.5mm±0.1mm，隔离矩形槽401位于微带馈线3正下方。

进一步地，所述金属接地面4左右宽度为39.7mm±0.1mm，金属接地面4上下高度为8mm±0.1mm。

进一步地，所述介质基板1材料采用Roggers5880，厚度为0.8mm±0.1mm，长为30mm±0.1mm，宽为39mm±0.1mm；所述微带馈线3的宽度为1.8mm±0.1mm，长度为8.6mm±0.1mm，电阻为50Ω。

进一步地，所述微带馈线3相邻的边缘间距为23mm±0.1mm。

根据图11至图21中Antenna、Antenna1、Antenna2、Antenna3和Antenna4的S11和S21数据对比，可以得到表1。

表1

从表1可以看出，隔离圆弧槽对S11曲线高频部分9.5GHz～10GHz的阻抗有影响，隔离矩形槽对S11曲线高频部分7GHz之后的阻抗有影响，隔离枝节对两个端口间的耦合有影响，隔离枝节能够减小两个端口间的耦合，即能够增加两个端口间的隔离度。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。