[發明專利]具有四陷波特性的超寬帶天線

無效

• 申請號: 201210050575.5
• 申請日: 2012-03-01
• 公開（公告）號: CN102570023A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 翟會清;李桐;李桂紅;李龍;梁昌洪
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于天線技術領域，特別是一種具有四陷波特性的超寬帶天線，應用于超寬帶無線通信系統。

背景技術

超寬帶UWB技術是一種新型的無線通信技術，具有傳輸速率高、功耗低、系統結構簡單等特點，因而成為近年來無線通信的研究熱點之一。作為超寬帶通信系統的關鍵部件，超寬帶天線的特性將直接影響系統的傳輸性能，對其的研究設計具有重要意義。2002年美國聯邦通信委員會FCC批準將3.1-10.6GHz作為超寬帶系統的工作頻段，然而這個頻段內可能存在有一些無線通信系統的窄帶干擾信號，比如頻段位于3.3-3.6GHz的全球微波互聯接入WiMax和頻段位于2.4GHz附近、5.15-5.35GHz、5.725-5.825GHz的無線局域網WLAN等。因此，超寬帶天線必須在這些頻段產生陷波，以避免可能存在的干擾問題。為了抑制超寬帶系統與窄帶系統之間的潛在干擾，通常需要在超寬帶系統內引入帶阻濾波器，但這無疑將增大系統的體積、復雜度以及成本。

另一種簡單有效的方法是在超寬帶天線中引入陷波結構，使天線在干擾頻段內產生較大的反射，抑制干擾頻段信號的傳輸。陷波結構包括在天線的輻射單元或地板上刻蝕不同形狀的縫隙，或者在天線結構中引入寄生枝節等。例如專利申請號為201020271241.7，專利名稱為《一種具有濾除干擾信號功能的超寬帶天線》的中國專利，提出了一種具有單個陷波特性的超寬帶天線，天線的輻射單元為一微帶饋電的扇形單極子，由此單極子產生超寬帶特性，天線覆蓋頻段3GHz-10.6GHz，同時在扇形單極子上開了一個U型縫隙，該縫隙在4.85-5.95GHz頻段形成陷波，但此發明僅僅濾除了WLAN一個頻段信號的干擾。又如專利申請號為201020531935.X，專利名稱為《帶有陷波特性的超寬帶天線》的中國專利，提出了一種具有雙陷波特性的超寬帶天線，該天線由微帶饋電的矩形輻射單元及共面波導接地面構成，通過在輻射單元和地板上分別刻蝕雙U型槽及矩形槽形成了3.8GHz-6GHz、7.5GHz-9GHz兩個陷波波段，但此發明中陷波頻段帶寬過寬，遠超出了干擾信號的頻段范圍，這無疑造成了超寬帶天線本身工作頻段的縮減。再如文獻″Planar?Ultrawideband?Antennas?With?Multiple?Notched?Bands?Based?on?Etched?Slots?on?the?Patch?and/or?Split?Ring?Resonators?on?the?Feed?Line，Yan?Zhang，Wei?Hong，Chen?Yu，Zhen-Qi?Kuai，Yu-Dan?Don，and?Jian-Yi?Zhou，IEEE?TRANSACTIONS?ON?ANTENNAS?AND?PROPAGATION，VOL.56，NO.9，SEPTEMBER?2008″中設計的一種具有三陷波特性的超寬帶天線，天線的輻射單元為一微帶饋電的圓形單極子，通過在饋線兩側加載3對不同尺寸的開環諧振器形成了2.24GHz-2.62GHz，3.78GHz-4.03GHz以及5.94GHz-6.4GHz頻段的陷波，但在陷波頻段內駐波比普遍偏小，濾波性能偏差，同時開環諧振器的雙環結構復雜，不便于設計和調試。

發明內容

本發明目的在于針對上述已有技術存在的不足，提供一種頻帶寬，增益大，小型化，易加工的具有四陷波特性的超寬帶天線，以在2-12GHz頻段內使駐波比均小于2，覆蓋超寬帶工作頻段，并且能夠濾除WiMax和WLAN頻段的干擾信號，實現高質量的超寬帶無線通信。

上述目的通過以下技術方案實現：

具有四陷波特性的超寬帶天線，包括：介質基板、輻射單元、共面波導接地面和共面波導饋電微帶線，輻射單元、共面波導接地面和共面波導饋電微帶線均印制在介質基板的正表面上，呈軸對稱結構，其特征在于：

所述輻射單元與共面波導饋電微帶線的上部相連，其上刻蝕有兩個互補開口諧振環，兩環開口同向，相互嵌套，圓心重合，形成了頻段位于2.32-2.7GHz和3.35-3.78GHz的兩個陷波；

所述共面波導接地面設為兩個，分別位于共面波導饋電微帶線的兩側，且與共面波導饋電微帶線之間設有間隙t，t的取值為0.1mm-1mm；該共面波導接地面上刻蝕有兩對倒L型縫隙，縫隙朝向相同，形成了頻段位于5.02-5.45GHz和5.7-6.22GHz的兩個陷波。

所述輻射單元為圓形或橢圓形或矩形貼片。

所述輻射單元上刻蝕的兩個互補開口諧振環，采用開口的圓形或橢圓形或矩形，開口寬度取值為0.2mm-4mm。