[實用新型]多阻帶超寬帶無線通信天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820031923.3
• 申請日: 2008-03-04
• 公開（公告）號: CN201204255Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 洪偉;董元旦
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/08;H01P7/00
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 葉連生

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種可應(yīng)用于短距離無線通信，數(shù)據(jù)傳輸?shù)某瑢拵炀€技術(shù)，該類天線可有效地解決寬帶通信系統(tǒng)受其它現(xiàn)有窄帶通信系統(tǒng)信號干擾的問題。它采用了半模基片集成波導(dǎo)(Half?Mode?Substrate?Integrated?Waveguide?HMSIW)以及雙層平面印刷電路技術(shù)，特別適合于需要抑制多個干擾或者工作于多頻帶的寬帶通信系統(tǒng)中。

背景技術(shù)

超寬帶通信系統(tǒng)在近五年的時間內(nèi)取得了很大的進展，但是它的廣泛應(yīng)用仍然面臨著許多需要解決的實際問題。其中一個重要的困難是如何處理來自其它通信或鄰近射頻系統(tǒng)的干擾，比如WLAN(無線局域網(wǎng))工作在2.4GHz(2400-2484MHz)，5.2GHz(5150-5350MHz)，和5.8GHz(5725-5825MHz)處，WiMAX(微波存取全球互通)系統(tǒng)工作在2.5GHz(2500-2690MHz)，3.5GHz(3400-3690MHz)和5.8GHz(5250-5825MHz)處，其它還有藍牙或全球定位系統(tǒng)等，它們都將對超寬帶工作系統(tǒng)構(gòu)成干擾。另一方面，很多系統(tǒng)都要求進行多頻帶工作。因此，設(shè)計一種具有多個阻帶的寬帶天線，用來濾除其它窄帶信號的干擾，或者形成多個間隔的工作頻帶，是非常有必要的。較常用的方法在貼片上開槽，比如U形，V形和L形槽等。另一種方法是在貼片上加載圓形或者方形的開口諧振環(huán)，或者設(shè)計多個工作在不同頻帶的天線相互形成阻帶。這三種方法存在固有的局限性，一方面所形成的阻帶品質(zhì)因素比較低，帶寬過大，抑制較小。另一方面是較難形成多個阻帶，天線性能也會在形成多阻帶時惡化。因此，需要尋找其它更有效的方法。基片集成波導(dǎo)(SIW)相比于微帶傳輸線等具有較高的品質(zhì)因素，損耗低，功率容量大，并且能很好地實現(xiàn)與平面系統(tǒng)集成。半模基片集成波導(dǎo)(HMSIW)在此基礎(chǔ)上進一步減小了腔體體積，它們可利用普通PCB工藝實現(xiàn)，便于加工。因此可以嘗試?yán)没刹▽?dǎo)技術(shù)實現(xiàn)高性能的多阻帶超寬帶天線。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題：本實用新型的目的是提出一種多阻帶超寬帶無線通信天線，它使用了半模基片集成波導(dǎo)腔體技術(shù)，可以產(chǎn)生多個阻帶，并且產(chǎn)生的阻帶具有很高的品質(zhì)因素，它可以很好的滿足現(xiàn)代寬帶通信系統(tǒng)需要很好地抑制多方干擾的要求，同時也適合應(yīng)用于多頻帶通信系統(tǒng)中。

技術(shù)方案：本實用新型提供了一類高性能的多阻帶超寬帶無線通信天線，它是基于圓盤天線，漸變微帶饋線，半模基片集成波導(dǎo)等技術(shù)之上設(shè)計而成的，它采用了雙層PCB板工藝，天線饋線及輻射貼片設(shè)計在上層，腔體設(shè)計在下層，通過在中間金屬層開縫隙進行耦合。該天線集成度高，阻帶抑制效果好，在寬帶通信系統(tǒng)中具有很好的應(yīng)用前景。

本實用新型采用如下技術(shù)方案：

該天線包括兩層介質(zhì)基片，在下層介質(zhì)基片的下表面設(shè)有下層金屬銅箔，在下層介質(zhì)基片與上層介質(zhì)基片之間設(shè)有中間金屬層和粘合層，在上層介質(zhì)基片的上表面敷設(shè)有上金屬銅箔制成的圓盤天線、微帶饋線、微帶阻抗變換線，圓盤天線通過微帶阻抗變換線與微帶饋線相接，圓盤天線的地由中間層金屬層構(gòu)成；半模腔體是由中間金屬層和下層金屬銅箔、下層介質(zhì)基片、以及連接中間金屬層和下層金屬銅箔的金屬化通孔構(gòu)成的，半模腔體中還設(shè)有內(nèi)金屬化通孔，可以起到調(diào)整諧振頻率，從而調(diào)整阻帶位置的作用。在中間層金屬上切除了一個準(zhǔn)半圓形區(qū)域以改善天線的輻射性能并且減小天線的尺寸；在中間層金屬上同時開了一個長矩形槽，它的作用是將能量在微帶饋線與半模腔體間進行耦合。

長矩形槽長度和半模腔體的一邊大小很接近，這樣使下層的腔體構(gòu)成了一個半模腔體，該腔體由于其開口邊界而不能支持全模方式，只能形成半模，從而使腔體尺寸和阻帶的間隔增大了。微帶饋線處于開口縫隙的中間，即腔體的正中間。開口縫隙可以位于端口處或者靠近圓盤處，從而可以靠調(diào)整微帶線的寬度控制耦合量，起到控制阻帶帶寬的作用。

腔體內(nèi)的金屬化通孔可以起到調(diào)整諧振頻率，從而調(diào)整阻帶位置的作用，它們并不是必須的，需要同時調(diào)整3個以上阻帶時比較有用。由于微帶位于腔體的正上方中心處，因此Y方向上的偶數(shù)模式，由于電場在中間最弱，也無法耦合出來，從而不會影響傳輸特性。能量由微帶饋入，在非諧振點上，通過圓盤輻射出去，在諧振點上，能量通過槽耦合到腔體后，經(jīng)過反射再由槽耦合到微帶上，返回到輸入端。腔體起短路的作用，因而能量無法到達圓盤處。

有益效果：