[實(shí)用新型]基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)抑制諧波的超寬帶微帶天線

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120159302.5
• 申請(qǐng)日: 2011-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN202121063U
• 公開（公告）日: 2012-01-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖丙剛;王秀敏;謝治毅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 肖丙剛;王秀敏;謝治毅
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q13/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域：

本實(shí)用新型涉及一種應(yīng)用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)抑制諧波的超寬帶微帶天線綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。?

背景技術(shù)：

近幾年來，超寬帶(UWB)短距離無線通信引起了全球通信技術(shù)領(lǐng)域極大的重視。超寬帶(UWB)技術(shù)與其他通信技術(shù)相比。超寬帶通信技術(shù)以其傳輸效率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、有利于多功能一體化等優(yōu)點(diǎn)成為無線通信極具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的技術(shù)之一。同時(shí)超寬帶技術(shù)具有信號(hào)功率譜密度低、高保密性、不易檢測(cè)、系統(tǒng)復(fù)雜程度低等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無線接入和軍事通信。現(xiàn)有技術(shù)中的超寬帶天線結(jié)構(gòu)，如行波天線、對(duì)數(shù)周期天線、等角螺旋天線等，這些天線都可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)倍頻程的工作頻帶，但這些經(jīng)典的超寬帶天線結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即此同類型的窄帶天線的幾何尺寸要大不少，滿足不了UWB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小的要求。針對(duì)超寬帶通信技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，需研制新型的超寬帶天線，如：駐波比小、增益高、體積小、成本低、剖面低和便于集成等。微帶天線是一種駐波比小、增益高、體積小、成本低、剖面低、便于集成的微波通訊天線，可以廣泛應(yīng)用于手機(jī)電路中。?

在實(shí)際的應(yīng)用中，微帶天線的諧波成為影響其性能的一個(gè)因素。為了克服微帶天線的這個(gè)缺點(diǎn)。研究人員相繼提出了一些方法。主要有采用PBG結(jié)構(gòu)抑制微帶天線的諧波、采用DGS低通濾波器達(dá)到微帶天線諧波抑制的作用、采用一種小型微帶諧振單元實(shí)現(xiàn)天線二次諧波的抑制、采用具有寬阻帶的分形EBG來抑制諧波等。?

最近出現(xiàn)的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，可以產(chǎn)生負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。用交變電場(chǎng)沿諧振環(huán)軸向?qū)パa(bǔ)裂環(huán)諧振器激勵(lì)，可使其在特定頻率發(fā)生諧振并在諧振附近產(chǎn)生帶阻現(xiàn)象。在微帶結(jié)構(gòu)中，考慮到微帶的電磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，CSRR被刻蝕在波導(dǎo)中央或者底部，能充分利用微帶結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)進(jìn)行激勵(lì)而不增加電路尺寸，適合于微帶電路的小型化。?

發(fā)明內(nèi)容：

本實(shí)用新型之目的是：?

提出一種基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)抑制諧波的超寬帶微帶天線，不僅具有超寬帶特性，而且具有良好的抑制諧波的性能。該天線具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小巧，便于與手機(jī)電路板集成的特性，并且具有低成本、便于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠適用于多種超寬帶應(yīng)用場(chǎng)合。?

為了實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型之目的，擬采用以下方法：?

本實(shí)用新型的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)的抑制諧波的超寬帶微帶天線由一塊介質(zhì)基片、介質(zhì)基片下表面覆蓋的刻有第一互補(bǔ)裂環(huán)諧振器和第二互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的金屬渡層、天線輻射單元以及饋線幾部分組成，通過PCB技術(shù)在微波介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)；其中，金屬渡層為接地?導(dǎo)電面，天線輻射單元背后無金屬層；饋線部分采用微帶線形式，饋線部分與天線輻射單元之間實(shí)現(xiàn)阻抗匹配；第一互補(bǔ)裂環(huán)諧振器和第二互補(bǔ)裂環(huán)諧振器刻蝕在金屬鍍層上；第一互補(bǔ)裂環(huán)諧振器由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)一的開口方向遠(yuǎn)離地線，內(nèi)環(huán)一的開口方向靠近地線；第二互補(bǔ)裂環(huán)諧振器由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)二的開口方向遠(yuǎn)離地線，內(nèi)環(huán)二的開口方向靠近地線。?

所述的天線輻射單元為方形，五邊形，三角形，橢圓形或半圓形。?

所述的超寬帶微帶天線的第一互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)的外環(huán)一(7)和內(nèi)環(huán)一(8)為圓形或方形；所述的第二互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(9)的外環(huán)二(10)和內(nèi)環(huán)二(11)為圓形或方形。?

有益效果：?

1.天線具有超寬帶特性，可以滿足超寬帶通信系統(tǒng)要求；同時(shí)天線可以產(chǎn)生兩個(gè)頻率的阻帶，具有良好的抑制二次諧波和三次諧波的性能。?

2.天線抑制諧波的性能可以通過調(diào)整互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的形狀、尺寸和刻蝕位置自由調(diào)節(jié)，因此可以滿足一些電磁干擾的特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。?

3.刻蝕在天線上的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器具有左手結(jié)構(gòu)特性，不僅具有高品質(zhì)因數(shù)，可以產(chǎn)生尖銳的阻帶特性，而且不會(huì)增加天線的額外尺寸。?

4.整個(gè)天線的各部分集成一體，結(jié)構(gòu)簡單，全部利用印刷電路板(PCB)工藝生產(chǎn)，成本低、精度高、重復(fù)性好，適合大批量生產(chǎn)。?

附圖說明：

圖1為本實(shí)用新型天線的結(jié)構(gòu)的正視面示意圖，?

圖2為印刷在介質(zhì)基片下表面的刻有兩個(gè)互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的金屬接地層，?

圖3為實(shí)施實(shí)例的頻率響應(yīng)測(cè)試結(jié)果，?

圖4為實(shí)施實(shí)例的XOZ平面方向圖，曲線為反射損耗測(cè)試結(jié)果，?

圖5為實(shí)施實(shí)例的YOZ平面方向圖，曲線電壓駐波比測(cè)試結(jié)果，?

圖6(a)為實(shí)施實(shí)例的的E面方向圖，曲線是2.25GHz時(shí)的測(cè)試結(jié)果，?