[實用新型]一種可重構帶陷頻帶的超寬帶天線

有效

• 申請號: 201220209125.1
• 申請日: 2012-05-10
• 公開（公告）號: CN202977740U
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 劉健
• 申請（專利權）人: 劉健;西安科技大學
• 主分類號: H01Q23/00
• 分類號: H01Q23/00;H01Q1/38;H01Q1/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及一種可重構帶陷頻帶的超寬帶天線。天線可對工作頻帶內的干擾信號形成帶陷，具有超寬帶頻譜與超寬帶帶陷頻譜間的重構性。本實用新型屬于電子信息學涵蓋的技術領域。?

背景技術

依據聯邦通信委員會(FCC)制定的系統標準，超寬帶系統(UWB)的工作頻率為3.1GHz至10.6GHz，寬達7.5GHz。?

由于超寬帶系統的超寬帶性，在其工作頻帶內，重疊著其它無線通信系統的頻帶，比如，工作頻率為4.9GHz到5.9GHz的IEEE802.11a或HIPERLAN/2系統等。因此，當超寬帶系統的工作區域中存在著如IEEE802.11a或HIPERLAN/2等系統時，一個系統的信號形成對另一個系統的電磁干擾(EMI)，反之亦然，從而破壞彼此的通信質量。?

技術上，消除系統間干擾的方法多采用帶通濾波器或帶阻濾波器。而相較于可阻止干擾信號進入系統、對特定頻譜具有帶陷功能的天線而言，顯然，后者是超寬帶系統克服干擾最為直接而有效的措施。?

具有雙階梯下切角的平面單極子結構具有超寬頻帶的電磁特性。在單極子平面上刻蝕U型槽，可形成頻帶帶陷，帶陷頻率由U型槽的長度決定，理論上，這一長度為帶陷頻率波長的二分之一。PIN二極管可跨接在U型槽上，控制PIN二極管的開與關，可實現超寬帶頻譜與超寬帶帶陷頻譜間的重構。現有的對PIN二極管的控制采用飛線方式，這一方面削弱了天線結構的堅固性，另一方面，附加的飛線對天線的輻射有一定的影響，使天線的設計和優化過程變的更為復雜。?

發明內容

技術問題：由鑒于此，本實用新型的目的是提出一種可重構帶陷頻帶的超寬帶天線，在其接地平面上附加U型槽，在U型槽上跨接PIN二極管，利用天線的饋線以及過孔，構成控制信號的回路，實現對PIN二極管的開、關控制。?

技術方案：本實用新型的一種可重構帶陷頻帶的超寬帶天線，由雙階梯下切角的平面單級輻射器、平面單級輻射器上的U型槽I、微帶線饋線、接地平面、接地平面上的U型槽II和PIN二極管構成。天線輻射器、微帶線饋線和接地平面為金屬材質，印制在介質基片上。?

雙階梯下切角平面單級輻射器、輻射器上的U型槽I和微帶線饋線位于介質基片的一側。微帶線饋線將發射機輸出的超寬帶信號饋入到輻射器，同時，將輻射器接收的超寬帶信號輸入到接收機。?

接地平面、接地平面上的U型槽II、PIN二極管位于介質基片的另一側。通過過孔，微帶線饋線上的控制信號作用于PIN二極管上，實現開、關控制。?

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步的闡述。?

圖1為本實用新型的可重構帶陷頻帶的超寬帶天線的結構尺寸圖。?

圖2為PIN二極管控制信號的安裝示意圖。?

圖3為天線端口的反射系數(S11)隨信號頻率變化的曲線圖。?

具體實施方式?

本實用新型的可重構帶陷頻帶的超寬帶天線，如圖1、2所示，輻射器為具有雙階梯下切角(13)的矩形貼片結構(11)；在貼片的中間位置，刻蝕一個U型槽I(12)；天線的饋線采用微帶線饋線(17)；矩形輻射器、U型槽I和微帶饋線印制在介質基片(22)的一側。?

如圖1、2所示，在介質基片的另一側，印制接地平面(18)；在接地平面上，刻蝕一個U型槽II(15)；在U型槽II的中間位置，跨接一個PIN二極管(21)；PIN二極管通過過孔(16)與微帶線饋線相連接。?

如圖1、2所示，由于微帶線饋線上的電容(14)與過孔的等效LC效應，微帶線饋線將輻射器接收到的高頻電磁信號傳輸到接收機，或將發射機的發射信號通過微帶線饋線饋入到輻射器。微帶線饋線上的電容(14)對PIN二極管的控制信號具有隔直效應，控制信號通過微帶線饋線和過孔形成的回路作用到PIN二極管上，控制二極管的開與關。?

當U型槽I和U型槽II的長度為IEEE802.11a或HIPERLAN/2工作波長的一半時，天線端口的S11參數隨頻率的變化曲線如圖3所示。其中，(31)為當PIN二極管為導通狀態時的曲線，代表天線的超寬帶帶陷頻譜；(32)為當PIN二極管為截至狀態時的曲線，代表天線的超寬帶頻譜。可見，通過對PIN二極管的開、關控制，可實現超寬帶帶陷頻譜與超寬帶頻譜間的重構。?