[發明專利]具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線

在審

• 申請號: 201410796979.8
• 申請日: 2014-12-19
• 公開（公告）號: CN105762503A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發明（設計）人: 曹小東;段瀚林;孟翔余
• 申請（專利權）人: 哈爾濱飛羽科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/314;H01Q5/25
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技術領域

本發明設計一種天線，具體涉及具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，在輻射單元兩側加入螺旋環諧振器，以實現陷波特性且不退化超寬頻天線性能(S參數小于-10dB)的目的。

背景技術

超寬帶(UWB)天線被廣泛應用在通信系統的商業和軍事領域，因為它具有低成本,體積小,容易制造的特性。并且該結構可以通過照相技術制作，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。

目前的超寬帶通信所占用的頻帶為3.1GHz到10.6GHz，它和無線局域網(5.15GHz-5.825GHz)有共用的部分，因此需要設計的天線能夠降低給無線局域網帶來干擾，設計具有陷波特性的超寬帶天線成為目前研究的熱點。如果沒有適當的設計來抑制諧波共振和寄生發射，天線將對附近的設備產生電磁干擾，危及系統本身和鄰近的系統的正常工作，特別是對目前使用的局域網系統造成干擾。添加濾波器是最常使用的解決此類問題的方法，但往往會造成天線和微波電路不匹配，甚至降低系統的整體效能，因此設計具有陷波特性的共面波導超寬帶天線是解決此問題的重要方法之一，同時解決目前天線的結構和工藝比較復雜的問題。

多年來,為了克服各種超寬頻天線相互干涉的問題，主要采用在貼片和地面上開各種形狀的槽。如今幾個研究小組試圖通過超材料諧振器，比如開口環諧振器(SRR)結構來達到目的。超材料諧振器可認為是具有很高Q值的電小諧振器，它已經被用于在特定頻段構建尖銳陷波或通帶的濾波器上，螺旋環諧振器(SLR)的結構與SRR不同，但基本機制是相同的。

說明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單，體積小巧，帶寬較寬的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，該天線可以使用在電子偵查、電子對抗等軍事設備和民用設備上，降低對WLAN(5.15～5.825GHz)頻段通信的干擾。

本發明所述的技術方案是：

具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：包括介質基板，輻射單元，共面波導信號饋電微帶線，共面波導接地面，螺旋環諧振器，所述的輻射單元、共面波導信號饋電帶線、共面波導接地面，螺旋環諧振器印刷在介質基板上表面，所述的輻射單元位于介質基板的中部，共面波導信號饋電微帶線從介質基板邊緣引向輻射單元并與其連接，兩片共面波導接地面分別固定于共面波導信號饋電微帶線兩側且與微帶線有間隙，兩個螺旋環諧振器位于輻射單元的兩側且與輻射單元有間隙。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的介質基板是是邊長為38mm的正方形結構，厚度為0.812mm，相對介電常數為3.38。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的輻射單元為外半徑為10.5mm，內徑為7mm的圓環形結構，距圓心1.5mm兩側分別有一個寬度為2.5mm的矩形，兩個矩形平行且底邊與介質基板邊緣線平行，短邊在圓環上。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的共面波導信號饋電微帶線寬度為2.84mm。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的共面波導接地面由兩片在靠近微帶線處的上角處有邊長為1.5mm的正方形缺口的長方形結構金屬構成。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的共面波導接地面分別位于微帶線的兩側，結構完全一致，底邊與介質基板邊緣線重合，且距微帶線0.27mm。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的螺旋環諧振器是由寬度為0.4mm的長度不同的長方形結構旋轉7次構成，底邊與介質基板邊緣線平行且距輻射單元最短距離為0.1mm，兩個螺旋環諧振器的結構由參數L₁、L_2、L₃決定，L₁、L_2、L₃的值分別為3.3mm、0.4mm，0.7mm。

所述的具有螺旋環諧振器的簡易超寬帶天線，其特征是：所述的螺旋環諧振器的中心與輻射單元中心連線與介質基板邊緣線平行。

有益效果：

(1)本發明天線單層印制電路板工藝即可實現，結構簡單緊湊，體積小巧，加工方便，成本低，且具有良好的阻抗帶寬和陷波特性，增加了其適用范圍。

(2)本發明所述的在輻射單元兩側放置螺旋環諧振器，通過調整和優化螺旋環諧振器的尺寸和位置，可調整陷波頻率，實現超寬帶通信與互擾通信系統相互兼容協同通信，省去了濾波器的設計，降低了設計成本和系統的復雜性，同時提高了系統的整體性能，縮小了整體體積。