[實用新型]一種陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線

有效

• 申請號: 201320107324.6
• 申請日: 2013-03-08
• 公開（公告）號: CN203166078U
• 公開（公告）日: 2013-08-28
• 發明（設計）人: 胡斌杰;黃俊杰
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/52
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

技術領域

本實用新型涉及無線通信領域中的平面超寬帶天線及頻率可重構天線技術，具體涉及一種陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線。

背景技術

由于現代通信系統的迅猛發展，無線技術面臨著越來越嚴峻的挑戰。受頻帶寬度窄、傳輸速率低以及安全性能差等不良因素的制約，傳統的通信技術日漸難以適應新通信方式的要求。超寬帶（Ultra-wideband，簡稱UWB）技術具備系統容量大、保密性好、傳輸速率高等其它無線技術無法比擬的優點，近幾年在通信領域獲得了廣泛的發展和應用。超寬帶天線作為超寬帶通信中重要的組成部分，對系統能否有效地運行起著十分關鍵的作用。隨著超寬帶技術的開放，如何設計低剖面、重量輕且易于共形的超寬帶天線也成了一大研究熱點。

根據聯邦通信委員會（FCC）所規定的技術標準，UWB系統的工作頻率為3.1GHz至10.6GHz。然而，在超寬帶通技術不斷應用中，其存在的問題也漸漸地凸顯。比如，在同一頻段范圍內，其它通信協議與超寬帶存在著需要解決的相互干擾的問題。這些其它通信協議的頻段中，比較常見的有WLAN的5.8GHz頻段。當超寬帶天線的工作區域中存在著其它通信協議的頻段時，它們之間勢必會形成有害的電磁干擾，彼此的通信質量也會因此遭到破壞。如何有效地解決這種干擾是超寬帶通信中必須要面對和研究的問題。

傳統的解決系統間干擾的方法是在收發系統的前端加上特定的帶阻或帶通濾波器，對工作環境中的干擾頻段進行濾波，但是這種方法通常會導致系統的成本和復雜度增加。對最初的超寬帶天線進行相應的改進，使得超寬帶天線在通信中易發生干擾的頻段處產生較大的反射系數，呈現出“陷波”特性。這樣，在陷波頻段內，天線的輻射增益很低，由此便可以解決超寬帶技術跟其它的通信協議之間的干擾問題，實現起來簡單易行且成本較低。然而，當陷波天線所處的工作環境發生改變時（例如其它無線協議消失），由于加入陷波頻段，天線整體的工作頻段變窄，這就會導致頻率資源的浪費。如何設計出能夠適應不同工作環境的超寬帶天線，使之既能避免頻段干擾，又能在干擾消失時，盡量提高頻帶利用率，是陷波超寬帶天線設計中的一個難題。

實用新型內容

為了降低超寬帶天線的制作復雜度和成本，適應不同的工作環境，既能避免頻段干擾又能提高頻帶利用率，本實用新型提供一種陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線。

為了實現上述目的，本實用新型采取如下的技術方案：

提出的陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線包括：介質基板、金屬鍍層以及兩個微電子機械系統（MEMS）開關，其中，所述金屬鍍層包括輻射單元、共面波導饋線、共面波導地板。所述共面波導地板包括第一共面波導地板、第二共面波導地板，所述輻射單元蝕刻出一個類C形槽，所述兩個微電子機械系統（MEMS）開關包括第一MEMS開關、第二MEMS開關。所述金屬鍍層和所述兩個MEMS開關位于所述介質基板的上表面。所述共面波導饋線與所述第一共面波導地板之間存在第一縫隙，所述共面波導饋線與所述第二共面波導地板之間存在第二縫隙。所述第一MEMS開關和第二MEMS開關跨接在所述類C形槽上。

進一步優化的，所述輻射單元為八邊形結構。

進一步優化的，所述輻射單元與所述共面波導饋線相連。

進一步優化的，所述金屬鍍層的材料是導電性能較好的金屬，如金、銀或銅。

進一步優化的，所述類C形槽的開口向下。

進一步優化的，所述第一共面波導地板與所述第二共面波導地板的形狀和大小相同。

進一步優化的，所述第一縫隙與所述第二縫隙的寬度相同。

進一步優化的，所述第一共面波導地板與所述第二共面波導地板分別位于共面波導饋線的兩側并且關于共面波導饋線對稱。

與現有技術相比，本實用新型具有如下優點和技術效果：本實用新型所提出的陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線結構簡單緊湊，僅通過控制兩個MEMS開關的導通與斷開，便可以達到天線陷波特性有無的切換。當兩個MEMS開關均斷開時，超寬帶天線在易發生干擾的頻段處產生較大的反射系數，呈現出“陷波”特性，此時天線的輻射增益很低，由此便可以解決超寬帶技術跟其它的通信協議之間的干擾問題。當兩個MEMS開關均閉合時，“陷波”特性消失，天線能夠有效地工作于UWB的全頻段。該陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線能夠適應不同的工作環境，既能避免頻段干擾，又能在干擾消失時，提高頻帶利用率和通信效率。

附圖說明

圖1是本實用新型實施例提供的陷波特性可重構的超寬帶平面單極子天線的俯視圖；