[發明專利]一種采用自相似饋電技術的雙頻寬帶領結天線

有效

• 申請號: 201410014745.3
• 申請日: 2014-01-14
• 公開（公告）號: CN103779654A
• 公開（公告）日: 2014-05-07
• 發明（設計）人: 胡偉;楊熙;任健;劉瑤;任學施;鄭書峰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q5/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于通信技術領域，尤其涉及一種采用自相似饋電技術的雙頻寬帶領結天線。

背景技術

作為現代科技發展的重要成果，通信技術如今已是我們日常生活不可或缺的重要部分。然而，各個通信標準間基于中心載波為技術基礎帶來的頻率干擾與兼容問題日益突出，已經無法滿足日益增長的高速接入的要求；另一方面，未來的無線網絡不僅包括人與人的通信，而且包括人與終端及終端之間通信的網絡，這實際上就是無所不在的無線通信(PWC)所包含的內容，即任何時間任何地點與其他無線終端交互作用的能力。對于這些即將到來的、無所不在的無線通信技術，迫切需要一種低成本、低功耗、多功能的解決方案。

多頻段天線技術作為這一問題的解決方案之一被提出并倍受關注，憑借其對多個通信標準良好的兼容性和多功能的優勢迅速成為業界研究的新焦點：合成孔徑雷達、移動通信和全球定位系統中通常需要雙頻段或多頻段工作。無線通信領域中手機終端和WALN通信系統則都需要雙頻甚至三頻工作的天線。而由于無線通信領域中WLAN系統，各個國家的頻譜定義范圍并不統一，這就需要所設計的多頻天線不僅僅需要具有多頻工作的特點，同時應該具有寬頻帶工作的特點。因此，一個簡單的小型無線通信設備通常需要工作于多個頻段，以簡化收發終端通信系統的設計并且降低其成本。此時一個能同時工作于多個頻段的多頻寬帶天線就成為首選，它最大的優點就在于一個天線可同時實現多個天線的工作性能。在這樣的技術背景之下，多頻寬帶天線的設計成為非常熱門而重要的課題。

而在多頻天線中雙頻寬帶天線應用最為廣泛，目前公開文獻中已有大量的多頻段工作的天線出現，其中采用較多的方法是采用多個諧振結構來實現多頻工作的性能，然而，由于諧振結構自身所具有的特點，導致采用這種方法實現的天線都存在窄帶的特點，即不能滿足多個通信系統不同制式對天線的多頻帶工作的需求。因此，對于現代無線通信系統而言，迫切的需要一種能夠工作在多個無線頻段的多頻寬帶天線。

發明內容

本發明的目的在于提供一種采用自相似饋電技術的雙頻寬帶領結天線，旨在解決現有的雙頻寬帶天線較多的采用多個諧振結構來實現多頻工作而導致的窄帶問題。由于諧振結構自身所具有的特點，導致現有采用這種方法實現的天線都存在窄帶的特點，即不能滿足多個通信系統不同制式對天線的多頻帶工作的需求的問題。

本發明提供一種采用自相似饋電技術的雙頻寬帶領結天線，該天線包括饋電結構、自相似饋電結構、寄生輻射元、介質板、地板以及蝕刻在地板上的領結型縫隙。所謂自相似饋電結構是指該饋電結構與作為天線的主輻射體的領結型縫隙結構類似，且其物理尺寸間存在一定的定量關系。

整個天線由上下兩層金屬構成，上下層金屬分別覆蓋在介質板的兩面，饋電結構為一個金屬的帶狀線；

自相似饋電結構，為一個領結型金屬片，由兩個對稱的梯形金屬和以及一個與饋線直接相連的矩形金屬帶狀線組成，這三部分是直接相連的；

寄生輻射單元為一對對稱的矩形金屬帶狀線，被設計在領結型饋電結構的兩側，寄生輻射單元由兩個金屬線以及組成。

地板是一層覆蓋在介質板另一面的金屬層，其大小和介質板的大小完全一致；

蝕刻在地板上面的領結型縫隙是一個與自相似饋電結構結構類似的縫隙，該縫隙由兩個梯形縫隙以及矩形縫隙組成，這三個部分直接相連。

進一步，所述的饋電結構的尺寸進行了仔細的設計，能夠滿足天線對輸入阻抗的要求，且其幾何尺寸與地板蝕刻的縫隙的幾何尺寸間存在著一定的定量關系，該定量關系式經過仔細的設計的，以達到最優的阻抗匹配效果。

進一步，所述的微帶線饋電結構為饋電方式的一種，其可以被替換為共面波導饋電結構，后者也能夠實現該天線的雙拼寬帶的效果。

進一步，組成寄生輻射單元的兩個金屬線具有完全一樣的物理尺寸，其寬度為根據天線的其他部分尺寸以及工作性能進行綜合設計得出的，而金屬線的長度約為天線最大諧振頻率處波長的四分之一。金屬帶線在高頻部分產生諧振，對天線的高頻帶寬進行拓展，以滿足無線通信系統的帶寬要求。

進一步，所述的寄生輻射元的位置可以進行更改，即從與饋電的同一面換至介質板的另一面，其對應位置不發生變化，通過這種方法也可以實現拓展帶寬的目的，與在另一面能夠達到幾乎一樣的效果。

效果匯總

本發明的一種采用自相似饋電技術的雙頻寬帶領結天線，該天線采用自相似的饋電結構，該結構比之前的饋電結構更加新穎，能夠覆蓋WLAN和WiMAX通信所需要的所有頻段，與現有的天線相比，其具有雙頻寬帶的特點。

附圖說明