[發明專利]一種超寬帶開關重構天線及實現不同頻率的陷波方法

無效

• 申請號: 201210013692.4
• 申請日: 2012-01-17
• 公開（公告）號: CN102522630A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發明（設計）人: 李迎松;李文興;劉乘源
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: H01Q1/52
• 分類號: H01Q1/52;H01Q3/22;H01Q3/24;H01Q1/36;H01P1/207;H04B1/7163
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

技術領域

本發明涉及一種天線，具體涉及一種超寬帶開關重構天線，本法明還涉及實現不同頻率的陷波方法。

背景技術

近年來，隨著無線通信技術的飛速發展，人們對無線通信的要求越來越高。特別是近幾年來，個人無線通信業務的飛速增長，移動通信朝著寬頻帶，高增益，與環境友好發展的方向發展。因此，移動通信的頻段越來越集中，且多頻段交疊現象越來越嚴重。自從2002年，美國聯邦通信委員會把3.1GHz-10.6GHz作為室內超寬帶通信頻段公開以后，國內外的專家，學者和相關的公司投入大量的人力和物力開發超寬帶通信系統和相關的算法。超寬帶天線作為超寬帶無線通信系統的重要組成部分，對通信質量起著重要作用。一副高性能的天線不僅能彌補無線通信的不足，同時能實現高性能的通信，能兼顧目前的通信協議，而且還可以實現多系統之間的協同通信。

然而，在目前的超寬帶通信范圍內存在多種已經使用的窄帶通信協議，如C波段，無線區域網WLAN通信，全球微波接入互操作WiMAX系統，X波段等。這些存在的系統都會對目前許可的超寬帶系統存在潛在的干擾，降低超寬帶通信的性能，甚至造成系統的嚴重破壞。傳統的方法是在系統設計完成之后，在系統的后端增加濾波器或者是在天線的后端增加阻帶濾波器的方法實現超寬帶系統與存在的窄帶系統的協同工作。但是由于增加了濾波器，不僅增加了設備的成本，而且增加了設備的體積，不利于設備的小型化設計。除此之外，由于濾波器與天線和射頻前端的不匹配，會降低天線的效能。近年來，不需要鉆孔和易于集成的共面波導結構日新月異，并且該結構可以通過照相或者光刻技術制作，并且有較好的極化特性，因此，該技術已經應用在超寬帶天線的設計和相關的微波電路元器件的設計中。國內外的學者在超寬帶通信中，利用微帶饋電技術和共面波導饋電技術提出了很多解決方案，但是作為無線通信的重要組成部分的超寬帶天線都是采用各式各樣的結構實現超寬帶天線的設計。由于受到饋電線寬度的限制，存在超寬帶與窄帶系統之間的潛在干擾，以及很難滿足特定的陷波特性需求，體積較大，結構復雜，且不可以同時工作在超寬帶狀態和陷波超寬帶狀態的問題。

發明內容

本發明是為了解決超寬帶天線與窄帶系統之間存在的潛在干擾，以及很難滿足特定的陷波特性需求，體積較大，結構復雜，且不可以同時工作在超寬帶狀態和陷波超寬帶狀態的問題。

一種超寬帶開關重構天線，它包括矩形諧振腔、第二階狀阻抗調諧棒、第一階狀阻抗調諧棒、正六邊形寬槽結構、正六邊形諧振腔、正六邊形輻射單元、第一縫隙、第一開關、第二開關、共面波導饋電結構和諧振腔高阻抗線，所述的共面波導饋電結構包括共面波導饋電信號帶線、共面波導接地面和第二縫隙，

所述的共面波導接地面印刷在介質基板上，共面波導饋電信號帶線位于共面波導接地面的內部并印刷在介質基板上，第二縫隙位于共面波導饋電信號帶線與共面波導接地面之間，在共面波導接地面上刻蝕正六邊形寬槽結構，正六邊形寬槽結構的一條對角線與水平方向平行，正六邊形輻射單元位于正六邊形寬槽結構的內部，正六邊形輻射單元為正六邊形環形貼片且一條對角線與水平方向垂直，第一縫隙位于正六邊形輻射單元的頂端，正六邊形輻射單元與共面波導饋電信號帶線連接，共面波導饋電信號帶線上刻蝕第二階狀阻抗調諧棒加載的矩形諧振腔，矩形諧振腔的底邊與水平方向平行，第一開關位于矩形諧振腔的頂端，第一開關連接諧振腔高阻抗線和第二階狀阻抗調諧棒以控制二者的通斷連接關系，諧振腔高阻抗線是第一階狀阻抗調諧棒加載的正六邊形諧振腔和第二階狀阻抗調諧棒加載的矩形諧振腔的共用部分，正六邊形輻射單元上刻蝕第一階狀阻抗調諧棒加載的正六邊形諧振腔，第一階狀阻抗調諧棒的底端與正六邊形輻射單元內環底端連接，第二開關位于正六邊形諧振腔的底端，第二開關連接諧振腔高阻抗線和正六邊形諧振腔的底端以控制二者的通斷連接關系，共面波導饋電信號帶線與正六邊形輻射單元連接，第一縫隙、第一階狀阻抗調諧棒和第二階狀阻抗調諧棒在一條直線上。

實現不同頻率的陷波方法，階狀阻抗調諧棒加載的正六邊形諧振腔和階狀阻抗調諧棒加載的矩形諧振腔，實現不同頻率的陷波步驟為：

步驟一、根據階狀阻抗線加載的諧振腔濾波器理論，通過調節階狀阻抗調諧棒加載的矩形諧振腔和階狀阻抗調諧棒加載的正六邊形諧振腔的階狀阻抗調諧棒和諧振腔的結構尺寸，調整參數θ₀，θ_s，θ₁，θ₂，R，R₁，R₂，根據階狀阻抗線加載的諧振腔濾波器理論抽象出奇偶模諧振條件，