[實用新型]一種集成對數狀阻抗調諧棒的超寬帶天線

有效

• 申請號: 202021194628.7
• 申請日: 2020-06-24
• 公開（公告）號: CN212323212U
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 胡德隆;潘勇;田列遠;孟德安
• 申請（專利權）人: 山東省產品質量檢驗研究院
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q9/06;H01Q5/50;H01Q23/00;H01P1/208;H01P1/203
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本實用新型涉及集成對數狀阻抗調諧棒的超寬帶天線領域，公開了一種集成對數狀阻抗調諧棒的超寬帶天線，包括至少一個諧振單元、至少一個對數狀阻抗調諧棒和介質基板，所述諧振單元安裝在所述介質基板的一面上，所述對數狀阻抗調諧棒安裝在所述介質基板的另一面上，同時在基板集成諧振單元和對數狀阻抗調諧棒，從而實現超寬帶系統和窄帶系統的協同通信。該濾波器具有良好的超寬帶特性，結構簡單，且便于和微波集成電路集成。本實用新型采用印刷圓形多模諧振腔結構和對數狀阻抗調諧棒結構復合的方式實現超寬帶與窄帶協同通信，不僅大大減小了天線體積，且比較容易和射頻前端等微波集成電路集成。

技術領域

本實用新型涉及天線領域，更具體地說，特別涉及一種集成對數狀阻抗調諧棒的超寬帶天線。

背景技術

隨著無線通信技術及無線多媒體業務的飛速發展，超寬帶(UWB)技術受到越來越多研究人員的關注。超寬帶以其高速率、低功耗、高保密性以及抗干擾能力強等優點，具有非常廣闊的應用前景和相當巨大的市場價值。美國聯邦通訊委員會(FCC)于2002年2月批準了超寬帶技術在短距離無線通信領域的應用。這為超寬帶技術產品的商業化應用打開了大門，促進了超寬帶系統及其器件研究的進展。根據FCC的規定，室內超寬帶通信系統使用的頻帶為3.1GHz～10.6GHz。

UWB技術最基本的工作原理是發送和接收脈沖間隔嚴格受控的高斯單周期超短時脈沖，接收機直接用一級前端交叉相關器即可將脈沖序列轉換成基帶信號。

由于UWB技術獨特的工作方式，使得UWB系統具有其他通信系統所沒有的優勢。

隨著超寬帶無線通信技術的迅猛發展，對超寬帶無線通信電子設備提出了更

高的要求，高可靠性、小型化已經成為超寬帶無線通信系統發展的必然趨勢，濾波器在超寬帶無線通信系統中起著選擇有用信號、抑制干擾信號的重要作用，是超寬帶無線通信系統中必不可少的重要元件，其工作性能好壞直接影響到超寬帶無線通信系統的整體性能，其尺寸大小也直接影響到超寬帶無線通信系統的體積和成本。

作為超寬帶系統中的一種核心器件，超寬帶濾波器的研究成為學者們的關注熱點。目前，UWB濾波器的設計主要有以下幾個難點：(1)超寬帶濾波器要求具有110％的相對帶寬，常用的一些窄帶濾波器設計方法不可行；(2)超寬帶濾波器要求帶內具有較小和平坦的群時延。(3)超寬帶系統頻帶跨度大，容易受到帶內其它系統窄帶信號的干擾，如何抑制干擾信號也是設計難點。

多模諧振器(MMR)由兩端相同的高阻抗段和中間一個低阻抗段的階梯阻抗結構構成，各個部分的初始電長度分別為所需設計多模諧振頻率的1/4和1/2波長，根據具體的濾波器結構對其電長度進行調節，可以獲得所需要的濾波特性。

2006年，專家Zhu Lei等人提出基于多模諧振器(MMR)的超寬帶帶通濾波器，輸入輸出端口采用平行耦合線或叉指耦合結構耦合能量。利用多模諧振器的三個諧振模式，控制濾波器的通帶范圍正好在UWB頻段內，調節耦合線的長短和間距可以改變耦合的強弱和諧振點的頻率。這種濾波器結構原理清晰，結構簡單，易于實現，但是寄生通帶效應比較嚴重，通常阻帶較窄，頻率選擇特性不夠突出。

2007年JingGao等人提出，利用共面波導(CPW)結構可實現超寬帶濾波器。該濾波器由階躍阻抗結構SIR(stepped impedance resonator)的微帶傳輸線諧振器組成，可實現多個諧振模式，通過叉指線耦合來實現超寬帶特性。通過調節叉指耦合結構的長度以及改變耦合結構兩邊地的形狀，可獲得2.8一10.2GHz帶寬的濾波特性。通帶范圍內的插損小于1.5dB，群時延在0.25一0.58ns的范圍內。