[實用新型]一種新型超寬帶天線

無效

• 申請號: 200620108970.4
• 申請日: 2006-10-26
• 公開（公告）號: CN201018001Y
• 公開（公告）日: 2008-02-06
• 發明（設計）人: 丁婕琛;何賽靈
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01Q9/30
• 分類號: H01Q9/30;H01Q13/08;H01Q1/38
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 張法高

技術領域

本實用新型屬于通信技術領域，特別涉及一種具有濾除干擾頻率信號的功能的超寬帶天線。

背景技術

隨著商業和軍事領域對于超寬帶系統的需求的進一步增長，使其對超寬帶天線領域的興趣也日益增長。按照美國通信委員會(FederalCommunications?Commission，FCC)對超寬帶天線工作頻率范圍的規定，即在3.1GHz-10.6GHz之間。在如此寬的頻帶內工作就會產生一個問題：即天線有可能接收到同一環境中在此段頻率范圍內工作的其他一個或幾個窄帶系統的信號，比如無線局域網(Wireless?Local?Area?Network，WLAN)其工作頻率在5GHz-6GHz之間，也包含在超寬帶天線的工作頻率范圍內，從而對超寬帶系統的工作性能造成干擾。因此設計一種具有能夠工作在超寬帶頻段(3.1GHz-10.6GHz)內，同時又能濾除干擾頻段信號的超寬帶天線，無疑是對傳統超寬帶天線系統的一個進步。目前一種技術是通過在天線后端額外添加濾波器從而達到濾除干擾頻段信號的功能，但是這是以增加了天線的體積和重量為代價，并不經濟實用。

發明內容

本實用新型針對現有技術的不足，提供了一種超寬帶天線，可以除了如通常的超寬帶天線那樣工作在超寬帶范圍內(3.1GHz-10.6GHz)，同時通過調節天線相關參數，使得天線又可以按照需求濾除不必要的一個甚至幾個窄帶頻段信號的影響。

本實用新型的另一個目的在于提供一種天線，使得天線在濾除了一個甚至幾個窄帶頻段信號的情況下天線的體積也不會因此增加，保持了天線的緊湊性。

為達到上述目的，本實用新型的超寬帶天線包括介質襯底，介質襯底的一面沿一邊向內延伸部分附著金屬層作為地面，另一面對應附著作為單極子天線單元的金屬片和作為饋線的微帶線。單極子天線單元與微帶饋線相連，在微帶線兩端對稱設置有人工電磁介質材料。

所述的人工電磁介質材料為附著在介質襯底上的金屬片，金屬片中央位置的介質襯底設置有通孔，通孔側壁附有導電材料，金屬片、金屬層和通孔構成一個電感電容諧振腔。

所述的人工電磁介質材料還可以是包括金屬片，金屬片的中央位置固定有金屬柱，金屬柱貫穿介質襯底，并與介質襯底另一面的金屬層導通。金屬片、金屬層和金屬柱構成一個電感電容諧振腔。

人工電磁介質材料在微帶饋線兩端加載的位置是通過計算電磁軟件(如HFSS，CST等)的模擬計算，使天線的電壓駐波比(VSWR)在工作頻率附近最小(一般小于3即可)，即此時其位置放置在使整個加載后的天線達到阻抗匹配。該技術為一成熟技術。

人工電磁介質在業內又被稱為左手材料(Left-handed?Material)，負材料(Negative?Refraction?Material/Matematerial)。在高頻電磁場的激勵下，該結構可以等效的作為一個電感電容諧振腔。其特性在于在特定頻率范圍內可以實現負折射率以及具有左手性高通特性(left-handedhigh-pass?stopband)和右手性低通特性(right-handed?high-passstopband)。通過改變金屬片的大小以及金屬柱或金屬通孔的直徑可以方便調節其諧振頻率。

按照本實用新型，由于此種新型人工電磁介質材料具有左手性高通特性和右手性低通特性，因此在一定的工作頻率范圍內可以實現禁帶(阻止一定頻率范圍的信號的傳輸)，從而可以達到濾除干擾信號的目的。另外，由于此種新型人工電磁介質材料只是將其加載于天線饋線兩端，不會額外增加原有天線的體積。

下面結合附圖對本實用新型的結構、功能、特征和工作機理進行詳細。

附圖說明

圖1-1是現有的超寬帶天線單元的結構示意圖；

圖1-2是圖1-1的另一結構示意圖；

圖2-1是本實用新型的一個實施例的超寬帶天線單元的結構示意圖；

圖2-2是圖2-1的另一個結構示意圖；

圖3是現有的超寬帶天線單元的電壓駐波比(VSWR)；

圖4是本實用新型的實施例的超寬帶天線單元的電壓駐波比(VSWR)。

具體實施方式