[發明專利]一種通過微帶線饋電的具有諧波抑制作用的寬帶窄縫隙天線

有效

• 申請號: 201810329267.3
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108598694B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 李德輝;王寶續;鄭偉;李偉文;欽昭昭
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/10
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 劉世純;王恩遠

一種通過微帶線饋電的具有諧波抑制作用的寬帶窄縫隙天線，屬于縫隙天線技術領域。由矩形結構介質基板、在介質基板上表面涂覆的金屬層和在介質基板下表面涂覆的矩形結構金屬微帶線構成，在金屬層上用三氯化鐵溶液刻蝕出矩形窄帶縫隙和矩形開口縫隙，兩者均為鏤空結構，露出下面的介質基板。本發明提供了一種結構簡單、工作帶寬可達37.4％、二階和三階諧波得到有效抑制、工作頻帶內具有近似雙向輻射特性的諧波抑制寬帶窄縫隙天線，具有較高的交叉極化電平，滿足實際應用的要求。

技術領域

本發明屬于縫隙天線技術領域，具體涉及一種通過微帶線饋電的具有諧波抑制作用的寬帶窄縫隙天線。

背景技術

無線微波輸能(MPT)技術在遠距離大功率能量傳輸上有廣泛應用前景，整流天線系統是MPT中的接收環節，它把微波能接收后整流為直流電能，其結構部件一般包括接收天線、輸入濾波器、匹配電路、整流電路、輸出直流濾波器和負載。整流天線系統的轉換效率是整個MPT系統能量利用效率的決定因素之一。其中，輸入濾波器主要是用于防止由整流二級管產生的二階和三階等高階諧波通過接收天線又輻射回到自由空間，從而提高整流天線系統的效率。

目前已有多種諧波抑制天線，如文獻[Douyère A,Luk J D L S,AlicalapaF.High efficiency microwave rectenna circuit:modelling and design[J].Electronics Letters,2008,44(24):1409-1410.]提出了采用諧波抑制天線取代接收天線和輸入濾波器，即諧波抑制天線同時具有接收天線和輸入濾波器的作用。這樣，不僅縮小了整流天線系統的尺寸，還不會因為濾波器本身的插入損耗而降低系統的效率。文獻[SungY J,Kim Y S.An improved design of microstrip patch antennas using photonicbandgap structure[J].IEEE Transactions on antennas and propagation,2005,53(5):1799-1804]提出了一種利用缺陷接地結構(DGS)和微帶諧振單元(CMRC)組成帶阻結構，應用到饋線上，實現二階諧波抑制功能的天線。雖然整體天線尺寸是有所減少，但這種結構與插入濾波器本質上是一致的。如能把上述兩者結合，即在天線輻射元內部的輻射元與饋線連接處引入帶阻結構，則可進一步減少系統的體積并提高系統的效率。

就印制結構而言，諧波抑制天線可有兩種形式，即具有方向性的微帶貼片結構和具有雙向輻射特性的微帶縫隙天線結構。從抑制原理上講，基本可分為兩類，即利用輻射元本身的抑制和利用輸入端的抑制。對天線結構及形狀進行調整，是通過輻射元實現天線諧波抑制的途徑之一，但輻射元結構設計相對困難[Strassner B,Chang K.5.8-GHzcircularly polarized rectifying antenna for wireless microwave powertransmission[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2002,50(8):1870-1876.]。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單、工作帶寬可達37.4％、二階和三階諧波得到有效抑制、工作頻帶內具有近似雙向輻射特性的諧波抑制寬帶窄縫隙天線，具有較高的交叉極化電平，滿足實際應用的要求。