[發明專利]帶反射零點的帶陷UWB天線

無效

• 申請號: 200910039339.1
• 申請日: 2009-05-08
• 公開（公告）號: CN101557033A
• 公開（公告）日: 2009-10-14
• 發明（設計）人: 謝澤明;褚慶昕;謝毅華
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q9/04;H01Q13/08
• 代理公司: 廣州粵高專利代理有限公司
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本發明涉及天線技術領域，更具體地涉及一種帶反射零點的帶陷UWB天線。

背景技術

當前，個人局域網(PAN)被視為未來第四代無線通信系統的核心。其中超寬帶(UWB) 技術由于抗干擾能力強、傳輸速率極快、系統容量大、功率消耗低和造價低廉而成為個人 局域網實現的重要手段。由于UWB技術未經電信管理部門注冊，而美國聯邦通信委員會 (FCC)所定義的工作的頻帶屬于共享頻帶，其中包含已經注冊的系統頻帶，如WLAN 802.11a即是一例。為避免不必要的法律糾紛，現行的UWB系統往往需要采用濾波結構以 抑制對已授權的系統的干擾。對UWB天線加帶陷結構即成為一種重要的解決方案。

在現有的帶陷UWB天線中，天線反射系數的阻帶帶寬不能控制，而實際中由于UWB 系統的發射功率極低，即使是發射脈沖時瞬時功率也不過1W，而過寬又不必要的阻帶會造 成發射功率的不必要的浪費，因此對UWB天線阻帶的控制就顯得十分的重要了。由于工 作頻段為3.1-10.6GHz的UWB通信系統開發將隨著第四代無線通信業務的來臨而變得緊 迫，而UWB系統作為一種未經注冊的無線通信系統，在與占據相同的固定頻段的已注冊 無線通信系統的糾紛間將處于不利地位；另一方面對發射功率的過度浪費也可能導致UWB 系統更為復雜。為此阻帶可控的UWB帶陷天線的研發變得不可或缺。

目前國外對超寬帶天線陷波結構的研究開展，還主要是集中在對天線輻射結構加槽實 現的。該法產生的阻帶帶內性能優越，往往峰值駐波比可達50以上，而且加工比較方便， 適于廉價推廣。但是這一方法所產生的阻帶過渡帶往往非常寬，以駐波比2為標準時往往 超過1GHz，而且其中低于駐波比值3的頻段就經常寬達0.5GHz，而高于駐波比10的頻段 則往往在400MHz以內，作為窄帶濾波結構非常地不經濟，容易造成本來就緊張的脈沖功 率進一步的不必要的衰減。

這其中比較有代表性的是INTEL無線通信實驗室Seong-Youp?Suh等人開發的共面波導 接入的帆船天線、J.KIM開發的雙諧振環槽矩面天線、都柏林技術研究所的X.L.Bao開發 的H槽矩面天線、Hany?M.Zamel的加槽矩面天線等等。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術存在上述不足，提供一種帶反射零點的帶陷UWB天 線。其具有發射和接收脈沖電磁信號的能力，可作為PAN移動通信中的個人終端天線使 用。

對天線加帶阻結構的其中一個主要途徑是加λ/4開路線以實現陷波，一般采用開槽工 藝。對特定頻率，由于對應電長度λ/4的開槽而使得該頻段的電流在槽的兩側邊緣反相， 從而實現帶阻。現有的這一陷波結構雖然能產生比較好的阻帶特性和通帶特性，但是其阻 帶過寬，而且不可控制。本發明利用傳輸線等效原理，在帶阻樁與圓單極子連接的對稱節 點附近插入兩段等長的并聯λ/4開路線(以下簡稱帶通樁)，從而實現λ/4開路線匹配法的 應用，即在所需要的頻率處產生反射零點，以此實現對阻帶帶寬的控制。本發明具體通過 如下技術方案實現：

一種帶反射零點的帶陷UWB天線，包括一個圓單極子、圓單極子微帶線饋線、地板、 介質基板，圓單極子緊貼于介質基板的一面上，圓單極子微帶線饋線與圓單極子連接且處 于同一平面上，地板位于介質基板的另一面上且正對圓單極子微帶線饋線，該UWB天線 還包括由兩條λ₃/4開路線構成的引入一個反射極點以實現帶阻功能的帶阻樁，以及由兩條 λ₄/4開路線構成的引入反射零點的帶通樁；所述兩條λ₄/4開路線引入一個反射零點；圓單 極子設有關于圓單極子微帶線饋線對稱的一對對稱節點，所述帶阻樁中的開路線均沿圓單 極子邊緣分布，且兩條λ₃/4開路線、兩條λ₄/4開路線關于圓單極子微帶線饋線對稱；以圓 單極子微帶線饋線為對稱軸，該對稱軸兩側的任一側的λ₃/4開路線和λ₄/4開路線的一端通 過該側的一個對稱節點短接在圓單極子上，該三條開路線的另一端均為開路端；所述λ₃為 所述反射極點的頻率對應的波長，所述λ₄為所述反射零點的頻率對應的波長，λ₄≤λ₃。