一种小型化超宽带陷波天线

摘要

本申请属于天线技术领域，涉及一种小型化超宽带陷波天线，包括：介质基板、馈电微带线、辐射贴片和第一陷波枝节；馈电微带线、辐射贴片和第一陷波枝节均加载在介质基板的正面；辐射贴片为环状结构，且与馈电微带线相连；第一陷波枝节为金属材料制成的S形结构，第一陷波枝节设在环状结构围成的闭合空间中，第一陷波枝节的一端通过辐射贴片与馈电微带线相连；还包括：第一环片与第二环片；第一环片与第二环片均加载在介质基板的正面；第一环片、第二环片以及辐射贴片逐层间隔套设在第一陷波枝节的外侧，且第一环片和第二环片均与第一陷波枝节的一端相通。本申请能够产生陷波、拓展带宽、实现小型化，且同时具有全向性。

权利要求

1.一种小型化超宽带陷波天线，其特征在于，包括：介质基板、馈电微带线、辐射贴片和第一陷波枝节；所述馈电微带线、所述辐射贴片和所述第一陷波枝节均加载在所述介质基板的正面；

所述辐射贴片为环状结构，且与所述馈电微带线相连；

所述第一陷波枝节为金属材料制成的S形结构，所述第一陷波枝节设在所述环状结构围成的闭合空间中，所述第一陷波枝节的一端通过所述辐射贴片与所述馈电微带线相连；S形结构的第一陷波枝节，改变辐射贴片上的电流流向，使得从微带线传输的电流在特定频点流向S形结构，形成了一个陷波；

还包括：第一环片与第二环片；第一环片、第二环片以及辐射贴片逐层间隔套设在第一陷波枝节的外侧，第一环片与第二环片能够在闭合空间中与第一陷波枝节耦合，使天线的陷波特性更加明显。

2.根据权利要求1所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，还包括：第一环片与第二环片；所述第一环片与所述第二环片均加载在所述介质基板的正面；

所述第一环片、所述第二环片以及所述辐射贴片逐层间隔套设在所述第一陷波枝节的外侧，且所述第一环片和所述第二环片均与所述第一陷波枝节的一端相通。

3.根据权利要求1或2所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，还包括：两个第二陷波枝节；

所述第二陷波枝节为螺旋状结构，两个所述第二陷波枝节对称间隔设在所述馈电微带线的两侧，且所述第二陷波枝节与所述馈电微带线之间具有空隙。

4.根据权利要求3所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，所述第二陷波枝节的两端均指向远离所述辐射贴片的方向。

5.根据权利要求4所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，还包括：两个第三陷波枝节；两个所述第三陷波枝节对称间隔设在所述介质基板背面的两侧；

所述第三陷波枝节为螺旋状结构，且所述第三陷波枝节的一端通过第一连接线与所述辐射贴片相连。

6.根据权利要求5所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，还包括：与两个所述第三陷波枝节一一对应的两个第四陷波枝节；两个所述第四陷波枝节对称间隔设在所述介质基板背面的两侧；

所述第四陷波枝节为螺旋状结构，且所述第四陷波枝节的一端通过第二连接线与所述辐射贴片相连；

所述第三陷波枝节与对应所述第四陷波枝节之间具有间隙。

7.根据权利要求1或2所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，所述辐射贴片的内边缘上设有半圆状结构的刻槽，所述第一陷波枝节的一端通过所述刻槽与所述辐射贴片相连。

8.根据权利要求1或2所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，还包括：设在所述介质基板背面的地板；

所述地板呈矩形结构并加载在所述介质基板靠下的位置。

9.根据权利要求8所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，所述地板的顶边上设有矩形槽，且所述矩形槽固定设在所述地板的中央。

10.根据权利要求9所述的小型化超宽带陷波天线，其特征在于，所述地板的顶边上还设有两个扇形槽；

两个所述扇形槽对称设在所述地板的两侧，且所述扇形槽的尖端朝向所述介质基板的外侧。

说明书

一种小型化超宽带陷波天线

技术领域

[0001] 本申请涉及天线技术领域，特别是涉及一种小型化超宽带陷波天线。

背景技术

[0002] 在这个科学技术不断发展的时代，无线通信作为一种主要的信息传送方式也在飞速的发展。而天线作为无线通信中最重要的组成部分之一，自然也需要不断地推陈出新来适应更加复杂多变的通信系统和环境。

[0003] 超宽带通信技术有着许多的优点，例如高速率、低功耗、抗多径干扰等，而它最大的优点就是带宽非常的宽，可以发射和接收范围非常广的信号。由于超宽带天线的这些优点，许多的人都开始投入到超宽带天线领域的研究。因此超宽带天线得到了飞速的发展，从而使无线通信系统可以更加稳定可靠地传输。

[0004] 微带贴片天线是目前天线研究的一种主要的天线形式，因为微带贴片天线有着小巧便携、结构简单、成本低等特点，所以在各种类型的超宽带天线中微带贴片形式的超宽带天线得到了广泛的重视和研究，使得微带超宽带天线迅速发展。

[0005] 目前超宽带天线主要面临着四个方面的问题：1）天线的尺寸相对而言还是比较大，而微带天线的特点就在小型化，所以需要继续减小天线的尺寸；2）天线的带宽还有上升的空间，在给定的范围之外超宽带天线还可以继续拓宽带宽；3）由于天线的超宽带特性，导致一些不需要频段的干扰信号也会被接收，这就导致了通信系统出现差错；4）天线的全向性还有待提高。

[0006] 综上所述，现有的超宽带天线在抑制干扰信号、超宽带特性、小型化、全向性等方面还有一定的局限性。研究如何提高超宽带天线的带宽、提高抑制干扰信号的能力以及进一步实现天线的小型化、全向性将对超宽带天线的发展和应用有重要的意义。

发明内容

[0007] 基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种小型化超宽带陷波天线，能够产生陷波、拓展带宽、实现小型化，且同时具有全向性。

[0008] 一种小型化超宽带陷波天线，包括：介质基板、馈电微带线、辐射贴片和第一陷波枝节；所述馈电微带线、所述辐射贴片和所述第一陷波枝节均加载在所述介质基板的正面；

[0009] 所述辐射贴片为环状结构，且与所述馈电微带线相连；

[0010] 所述第一陷波枝节为金属材料制成的S形结构，所述第一陷波枝节设在所述环状结构围成的闭合空间中，所述第一陷波枝节的一端通过所述辐射贴片与所述馈电微带线相连。

[0011] 在一个实施例中，还包括：第一环片与第二环片；所述第一环片与所述第二环片均加载在所述介质基板的正面；

[0012] 所述第一环片、所述第二环片以及所述辐射贴片逐层间隔套设在所述第一陷波枝节的外侧，且所述第一环片和所述第二环片均与所述第一陷波枝节的一端相通。

[0013] 在一个实施例中，还包括：两个第二陷波枝节；

[0014] 所述第二陷波枝节为螺旋状结构，两个所述第二陷波枝节对称间隔设在所述馈电微带线的两侧，且所述第二陷波枝节与所述馈电微带线之间具有空隙。

[0015] 在一个实施例中，所述第二陷波枝节的两端均指向远离所述辐射贴片的方向。

[0016] 在一个实施例中，还包括：两个第三陷波枝节；两个所述第三陷波枝节对称间隔设在所述介质基板背面的两侧；

[0017] 所述第三陷波枝节为螺旋状结构，且所述第三陷波枝节的一端通过第一连接线与所述辐射贴片相连。

[0018] 在一个实施例中，还包括：与两个所述第三陷波枝节一一对应的两个第四陷波枝节；两个所述第四陷波枝节对称间隔设在所述介质基板背面的两侧；

[0019] 所述第四陷波枝节为螺旋状结构，且所述第四陷波枝节的一端通过第二连接线与所述辐射贴片相连；

[0020] 所述第三陷波枝节与对应所述第四陷波枝节之间具有间隙。

[0021] 在一个实施例中，所述辐射贴片的内边缘上设有半圆状结构的刻槽，所述第一陷波枝节的一端通过所述刻槽与所述辐射贴片相连。

[0022] 在一个实施例中，还包括：设在所述介质基板背面的地板；

[0023] 所述地板呈矩形结构并加载在所述介质基板靠下的位置。

[0024] 在一个实施例中，所述地板的顶边上设有矩形槽，且所述矩形槽固定设在所述地板的中央。

[0025] 在一个实施例中，所述地板的顶边上还设有两个扇形槽；

[0026] 两个所述扇形槽对称设在所述地板的两侧，且所述扇形槽的尖端朝向所述介质基板的外侧。

[0027] 上述小型化超宽带陷波天线，在超宽带天线的基础上，在介质基板上设计了S形结构的第一陷波枝节，且第一陷波枝节设在闭合空间中，能够产生陷波，抑制其他不需要的干扰信号的接收，有利于保持无线通信系统的稳定，使天线兼具超宽带特性和陷波特性，提高3
系统的可靠性；天线的整体尺寸能够达到30*25*0.544mm ，尺寸较小，实现了天线的小型化，且结构简单、小巧便携、加工成本低，第一陷波枝节设在闭合空间中进一步减小了天线的尺寸；而且，天线的辐射特性良好，具有全向性的特点，可以发射和接收来自各个方向的信号，适合多种应用场合，可以在复杂多变的通信环境中保持稳定；本申请可以广泛应用于超宽带天线、无线通信系统、物联网、车联网等复杂通信环境和领域，前景广阔。

附图说明

[0028] 图1为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的正面示意图；

[0029] 图2为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的背面示意图；

[0030] 图3为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的侧面示意图；

[0031] 图4为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的正面尺寸图；

[0032] 图5为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的背面尺寸图；

[0033] 图6为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的第一陷波枝节的尺寸图；

[0034] 图7为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的S11曲线示意图；

[0035] 图8为一个实施例中小型化超宽带陷波天线的增益曲线示意图；

[0036] 图9为一个实施例中小型化超宽带陷波天线在3GHz的辐射方向图，(a)为3GHz的E面辐射方向图，(b)为3GHz的H面辐射方向图；

[0037] 图10为一个实施例中小型化超宽带陷波天线在5GHz的辐射方向图，(a)为5GHz的E面辐射方向图，(b)为5GHz的H面辐射方向图；

[0038] 图11为一个实施例中小型化超宽带陷波天线在8GHz的辐射方向图，(a)为8GHz的E面辐射方向图，(b)为8GHz的H面辐射方向图；

[0039] 图12为一个实施例中小型化超宽带陷波天线在10GHz的辐射方向图，(a)为10GHz的E面辐射方向图，(b)为10GHz的H面辐射方向图。

[0040] 附图标记：

[0041] 介质基板1，馈电微带线2，辐射贴片3，第一陷波枝节4，闭合空间5，第一环片6，第二环片7，第二陷波枝节8，第三陷波枝节9，第四陷波枝节10，第一连接线11，第二连接线12，地板13。

具体实施方式

[0042] 为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

[0043] 如图1至图3所示，本申请提供的一种小型化超宽带陷波天线，在一个实施例中，包括：介质基板1、馈电微带线2、辐射贴片3和第一陷波枝节4；馈电微带线2、辐射贴片3和第一陷波枝节4均加载在介质基板1的正面；

[0044] 辐射贴片3为环状结构，且与馈电微带线2相连；

[0045] 第一陷波枝节4为金属材料制成的S形结构，第一陷波枝节4设在环状结构围成的闭合空间5中，第一陷波枝节4的一端通过辐射贴片3与馈电微带线2相连。

[0046] 本申请不限制介质基板1的形状和尺寸，可以根据需求进行具体设计。

[0047] 在一个实施例中，介质基板1为矩形结构，厚度为0.508mm，采用的材料为Rogers5880，介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009。

[0048] 天线采用馈电微带线进行馈电，馈电的端口阻抗为50欧姆，可以很好地与SMA接口匹配。

[0049] 本申请不限制辐射贴片3的具体形状，只要是环状结构即可。本申请也不限制辐射贴片3围成闭合空间5的具体尺寸，不同大小的闭合空间5可以拓展不同的带宽，可以根据实际情况进行设计。

[0050] 优选地，辐射贴片3为矩形环状结构，且辐射贴片的顶边与介质基板的顶边相等且重合，辐射贴片的两个侧边与介质基板的两个侧边重合，也就是说，辐射贴片设在介质基板正面靠上的位置，环状结构中间围成的闭合空间可以看做一个方形切槽。进一步优选地，辐射贴片3的内边缘上的中央位置设有半圆状结构的刻槽，刻槽的直边与辐射贴片3的内边缘重合，第一陷波枝节4的一端通过刻槽与辐射贴片3相连。半圆状结构的刻槽，可以减小第一陷波枝节4与连接点（连接点指馈电微带线与辐射贴片的连接点）的距离，引入更多的电流到第一陷波枝节。方形切槽与半圆刻槽的设计，极大地减小了天线的金属覆盖面积，可以有效地减少金属的使用量从而降低加工成本，同时天线的超宽带特性没有被改变。

[0051] 本申请不限制第一陷波枝节4的具体形状和尺寸，只要呈S形结构即可，其各组成枝节可以呈直线形或弧线形。

[0052] 优选地，第一陷波枝节4包括：第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节、第五枝节和第六枝节，且以上各枝节等宽；第一枝节、第三枝节和第五枝节依次间隔设置且互相平行，一个对应端位于同一条直线上，第五枝节的长度小于第一枝节的长度；第二枝节同时与第一枝节和第三枝节的另一个对应端相连，且同时与第一枝节和第三枝节垂直；第四枝节同时与第三枝节和第五枝节的一个对应端相连，且同时与第三枝节和第五枝节垂直；第一枝节与第三枝节等长，第二枝节与第四枝节等长；第一枝节、第二枝节、第三枝节、第四枝节和第五枝节共同构成S形结构；第六枝节的一端与第五枝节的另一端相连，第六枝节的另一端朝向远离第一陷波枝节的方向，且第六枝节与第五枝节垂直。

[0053] S形结构的第一陷波枝节，可以改变辐射贴片上的电流流向，使得从微带线传输的电流在特定频点流向S形结构，使电流大部分都聚集在S形枝节上，从而使电磁波都被束缚在S形枝节而无法辐射出去，最终形成了一个陷波。

[0054] 本实施例的工作过程是：电流由馈电微带线进入，并沿馈电微带线到达辐射贴片，沿着辐射贴片的边缘以电磁波的形式辐射出去；在某个特定的频段，电流经辐射贴片进入第一陷波枝节，形成第一陷波。

[0055] 上述小型化超宽带陷波天线，在超宽带天线的基础上，在介质基板上设计了S形结构的第一陷波枝节，且第一陷波枝节设在闭合空间中，能够产生陷波，抑制其他不需要的干扰信号的接收，有利于保持无线通信系统的稳定，使天线兼具超宽带特性和陷波特性，提高3
系统的可靠性；天线的整体尺寸能够达到30*25*0.544mm ，尺寸较小，实现了天线的小型化，且结构简单、小巧便携、加工成本低，第一陷波枝节设在闭合空间中进一步减小了天线的尺寸；而且，天线的辐射特性良好，具有全向性的特点，可以发射和接收来自各个方向的信号，适合多种应用场合，可以在复杂多变的通信环境中保持稳定；本申请可以广泛应用于超宽带天线、无线通信系统、物联网、车联网等复杂通信环境和领域，前景广阔。

[0056] 在一个实施例中，还包括：第一环片6与第二环片7；第一环片6与第二环片7均加载在介质基板1的正面；

[0057] 第一环片6、第二环片7以及辐射贴片3逐层间隔套设在第一陷波枝节4的外侧，且第一环片6和第二环片7均与第一陷波枝节4的一端相通。

[0058] 在本实施例中，第一环片6与第二环片7均为圆环状结构且同心，能够在小空间（闭合空间）中与第一陷波枝节4耦合，可以有效地提高S形结构的第一陷波枝节4的电磁波束缚能力，使得天线的电流能更加集中在S型枝节上，进而使天线的陷波特性更加明显，更好地抑制不需要频段的干扰信号。

[0059] 在一个实施例中，还包括：两个第二陷波枝节8；

[0060] 第二陷波枝节8为螺旋状结构，两个第二陷波枝节8对称间隔设在馈电微带线2的两侧，且第二陷波枝节8与馈电微带线2之间具有空隙。

[0061] 具体的，第二陷波枝节8包括：第一枝部、第二枝部、第三枝部、第四枝部、第五枝部、第六枝部和第七枝部，各枝部均为矩形结构且等宽；第一枝部、第二枝部、第三枝部、第四枝部、第五枝部、第六枝部和第七枝部依次相连，且逐次同方向垂直设置以形成矩形螺旋状结构；第一枝部与馈电微带线的距离最近。

[0062] 在本实施例中，第二陷波枝节为矩形螺旋状结构，可以将电流束缚在里面，从而使电磁波无法辐射出去，进而形成陷波。电流经过馈电微带线时，在某些特定的频段，与第二陷波枝节发生耦合，产生陷波；当第二陷波枝节的宽度为0.4±0.2mm，第二陷波枝节与辐射贴片底部和介质基板底部的距离均大于1mm，第一枝部与馈电微带线之间的距离小于1mm，且第三枝部与馈电微带线之间的距离小于7.5mm时，微带线与第二陷波枝节耦合增强，第二陷波枝节中的电流在不同的频点被束缚在不同的地方，进而产生两个不同频点的陷波，也就是说，采用一种结构实现了两种不同频点的陷波，即第二陷波和第三陷波。通过这种方式产生陷波，可以节省天线的金属使用率，做到一种结构产生两个陷波，可以更好地避免干扰信号的接收，并节约了金属的使用，使得天线的结构简单、加工成本低而且易于制作。

[0063] 在一个实施例中，第二陷波枝节8的两端均指向远离所述辐射贴片的方向。

[0064] 在本实施例中，可以保证陷波的频点位置，除陷波频段以外的工作频段内，S11均在‑10dB以下，进而形成超宽带，保证超宽带特性。

[0065] 在一个实施例中，还包括：两个第三陷波枝节9；两个第三陷波枝节9对称间隔设在介质基板1背面的两侧；

[0066] 第三陷波枝节9为螺旋状结构，且第三陷波枝节9的一端通过第一连接线11与辐射贴片3相连。

[0067] 在本实施例中，第三陷波枝节9为矩形螺旋状结构，电流经过辐射贴片时，在特定频点经第一连接线流入第三陷波枝节进而被束缚，产生第四陷波。

[0068] 具体的，第三陷波枝节9包括：第一枝段、第二枝段和第三枝段，各枝段均为矩形结构且等宽；第一枝段、第二枝段和第三枝段依次相连，且逐次同方向垂直设置以形成矩形螺旋状结构；第一枝段与第一连接线相连。

[0069] 需要说明，第一连接线有两根，分别与两个第三陷波枝节对应相连。

[0070] 在一个实施例中，还包括：与两个第三陷波枝节9一一对应的两个第四陷波枝节10；两个第四陷波枝节10对称间隔设在介质基板1背面的两侧；

[0071] 第四陷波枝节10为螺旋状结构，且第四陷波枝节10的一端通过第二连接线12与辐射贴片3相连；

[0072] 第三陷波枝节9与对应第四陷波枝节10之间具有间隙，以使第三陷波枝节9与对应第四陷波枝节10互不干扰。

[0073] 本申请不限制第三陷波枝节9与第四陷波枝节10的具体位置，只要第三陷波枝节9与第四陷波枝节10均不与其他部件产生干涉即可，例如：第三陷波枝节9与对应第四陷波枝节10围成螺旋状通道。

[0074] 在本实施例中，第四陷波枝节10为矩形螺旋状结构，电流经过辐射贴片时，在特定频点经第二连接线12流入第四陷波枝节10进而被束缚，产生第五陷波。

[0075] 具体的，第四陷波枝节10包括：第一枝线、第二枝线、第三枝线、第四枝线和第五枝线，各枝线均为矩形结构且等宽；第一枝线、第二枝线、第三枝线、第四枝线和第五枝线依次相连，且逐次同方向垂直设置以形成矩形螺旋状结构；第一枝线与第二连接线相连。

[0076] 需要说明，第二连接线有两根，分别与两个第四陷波枝节对应相连。

[0077] 第一连接线11和第二连接线12可以将辐射贴片3上的电流引向介质基板的背面，进而在背面的第三陷波枝节和第四陷波枝节产生陷波，这样可以充分利用天线的背面空间，减小天线的体积，使得天线更加小巧方便。

[0078] 第三陷波枝节9和第四陷波枝节10不相连，故可以产生两个不同频点的陷波，陷波电流分别集中在两条螺旋线状结构上，两个陷波互不干扰。同时，在背面添加枝节可以充分利用天线的有效空间，从而在不增加天线尺寸的前提下产生更多的陷波，从而抑制更多的干扰信号，使通信系统的运行可以更加稳定。

[0079] 需要说明，第一陷波枝节、第二陷波枝节、第三陷波枝节和第四陷波枝节都是由宽度相等长度不等的长方形结构依次连接构成，每个长方形结构与另一个长方形结构的重叠部分是一个正方形（边长等于长方形结构的宽度）。

[0080] 由于第一陷波枝节4、第二陷波枝节8、第三陷波枝节9和第四陷波枝节10的存在，天线可以产生第一陷波、第二陷波、第三陷波、第四陷波和第五陷波，即该结构的天线产生了五个不同频段的陷波，天线的陷波个数多，解决了现有超宽带天线由于工作频带宽导致的许多干扰频点的干扰信号被接收的技术问题，可以更好地抑制多种频点的干扰信号，有利于信号的稳定传输；这种超宽带陷波天线的工作频带为2.56GHz‑12GHz，实现较好的超宽带特性；实现了天线辐射的全向性和小型化，且天线的结构简单、易于加工制作，可以应用在复杂多变的无线通信系统中。

[0081] 在一个实施例中，还包括：设在介质基板背面的地板13；地板13呈矩形结构并加载在介质基板1靠下的位置。

[0082] 其中，地板13的顶边上设有矩形槽，且矩形槽固定设在地板的中央。

[0083] 地板13的顶边上还设有两个扇形槽；两个扇形槽对称设在地板的两侧，且扇形槽的尖端朝向介质基板的外侧。

[0084] 在本实施例中，地板13采用金属材质，如铜，以与介质基板1正面的金属微带线共同形成电磁场，进而使天线正常工作。

[0085] 地板13在水平方向上的宽度与介质基板的宽度相等，在竖直方向上的高度小于馈电微带线的高度，使所述地板的三条边与介质基板的三条边重合；扇形槽为四分之一圆形状的结构，扇形槽的两个直角边与地板的两条相邻边重合。

[0086] 矩形槽的设计，可以改善天线的阻抗匹配特性，拓展天线的工作带宽；不同大小的矩形槽拓展带宽的能力不同，可以根据实际情况进行具体设置；扇形槽可以在矩形槽的基础上，进一步改善天线的阻抗匹配特性，实现拓展天线带宽的效果。

[0087] 如图4至图6所示，在一个具体的实施例中，天线的结构尺寸参数如下：

[0088] 介质基板的宽度a1=25mm，介质基板的高度a2=30mm，介质基板的厚度为0.508mm；馈电微带线与介质基板侧部的距离b1=11.725mm，辐射贴片底部与介质基板底部的距离b2=
12mm；闭合空间的宽度c1=17mm，闭合空间的高度c2=12mm，半圆槽的半径c3=2mm；第二环片的外径d1=4.7mm，第二环片的宽度为0.4mm，第一环片的外径d2=4mm，第一环片的宽度为
0.4mm，第二环片与第一环片之间的距离为0.3mm，第二环片与辐射贴片的距离d3=2mm；第一枝节的长度e1=6mm，第二枝节的长度e2=1.4mm，第三枝节的长度e3=6mm，第四枝节的长度e4=1.4mm，第五枝节的长度e5=3.2mm，第六枝节的长度e6=7.7mm，第一陷波枝节的宽度（即各个枝节的宽度）e7=0.4mm；第一枝部的长度f1=6mm，第二枝部的长度f2=4.4mm，第三枝部的长度f3=5.4mm，第四枝部的长度f4=3.4mm，第五枝部的长度f5=2.4mm，第六枝部的长度f6=
2.4mm，第七枝部的长度f7=3.4mm，第二陷波枝节的宽度（即各个枝部的宽度）f8=0.4mm，第二陷波枝节与馈电微带线之间的距离f9=0.3mm，第二陷波枝节与介质基板底部的距离f10=
3mm；第一枝段的长度g1=3.98mm，第二枝段的长度g2=2mm，第三枝段的长度g3=0.7mm，第三陷波枝节的宽度（即各个枝段的宽度）为0.4mm；第一枝线的长度h1=5mm，第二枝线的长度h2=3.8mm，第三枝线的长度h3=2.4mm，第四枝线的长度h4=1.9mm，第五枝线的长度h5=0.7mm，第四陷波枝节的宽度（即各个枝线的宽度）为0.4mm；第一枝段与第一枝线的距离i1=0.5mm，第一连接线与第二连接线的宽度为0.544mm，第一连接线的高度（等于第三陷波枝节的宽度）i2=0.4mm，第二连接线的高度（等于第四陷波枝节的宽度）i3=0.4mm；地板的高度j1=
11mm，矩形槽的宽度j2=1.5mm，矩形槽的高度j3=7mm，扇形槽的半径j4=7mm；辐射贴片、第一环片、第二环片、馈电微带线、第一陷波枝节、第二陷波枝节、第三陷波枝节、第四陷波枝节以及地板的厚度均为0.018mm。

[0089] 需要说明，辐射贴片、第一环片、第二环片、馈电微带线、第一陷波枝节以及第二陷波枝节均固定在介质基板的正面，第三陷波枝节、第四陷波枝节以及地板均固定在介质基板的背面，第一连接线以及第二连接线均固定在介质基板的侧面，具体的固定方式为现有技术，在此不再赘述；而且，辐射贴片、第一环片、第二环片、馈电微带线、第一陷波枝节、第二陷波枝节、第三陷波枝节、第四陷波枝节、地板、第一连接线以及第二连接线均为金属材料制成的片状结构。

[0090] 本发明使用电磁全波仿真软件CST对超宽带陷波天线进行仿真分析和优化，对其结构参数、S11参数、天线的增益以及辐射方向图进行了研究。

[0091] S11参数为自反射系数，即输入回波损耗，表征有多少能量被反射回输入端口，越少的能量被返回就意味着越多的能量被辐射出去，S11越小越好。

[0092] 如图7所示，横坐标为频率，纵坐标为S11参数，由图可知，S11参数在五个陷波频点都达到了‑5dB以上，证明天线的陷波特性良好；除了五个陷波频段以外，天线的S11参数在2.56GHz‑12GHz范围内均小于‑10dB，从而可以得出天线具有超宽带特性；且可以拒绝接收干扰频段的信号，有利于通信系统的稳定。

[0093] 图8给出了天线的增益曲线图，横坐标为频率，纵坐标为增益，从图中可以看出天线在陷波频点的增益均小于0，最低可达到‑5.8dBi，证明天线的陷波特性良好；除五个陷波频段外，天线的增益均大于0，且峰值增益可以达到4.7dBi，证明天线可以有效地传播信号。

[0094] 图9至图12给出了本发明在工作频带内不同频点的E面辐射方向图和H面辐射方向图，从方向图中可以看出天线在E面的辐射方向图呈现“8”字形，在H面的辐射方向图呈现圆形，证明天线的全向性良好，可以发射和接收各个方向的信号。具体的，图9为3GHz的E面和H面辐射方向图，图10为5GHz的E面和H面辐射方向图，图11为8GHz的E面和H面辐射方向图，图12为10GHz的E面和H面辐射方向图。

[0095] 综上所述，本发明利用S形的第一陷波枝节和螺旋状的第二陷波枝节、第三陷波枝节以及第四陷波枝节，实现了一种小型化超宽带五陷波天线。通过多个陷波充分隔离干扰信号，从而使得无线通信系统的可靠性得到提高；通过构造一种枝节实现天线的两个不同的陷波，提高了枝节的利用率；通过在背面添加枝节从而充分利用天线的空间，减小了天线的尺寸，实现了天线的小型化；通过地板上的矩形槽和扇形槽，改善了阻抗匹配并增加了带宽；通过在辐射贴片上设置方形切槽和半圆刻槽，降低了天线的金属使用量，从而降低了天线的加工成本；天线的辐射性能良好，在工作频带内可以实现全向性，能够发射和接收各个方向的信号，可用于复杂通信环境的超宽带天线、物联网、无线通信系统等。

[0096] 以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

[0097] 以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。