專利名稱：帶有陷波特性的超寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種天線，具體涉及一種帶有陷波特性的超寬帶天線。
背景技術(shù)：
由于無(wú)線電通信設(shè)備和電子信息設(shè)備朝著多功能化，小型化，超寬帶以及與周圍 環(huán)境友好協(xié)調(diào)的方向發(fā)展，這使得寬頻帶，小型化，高增益成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)課題之 一。近年來(lái)，不需要鉆孔和易于集成的共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)日新月異，并且該結(jié)構(gòu)可以通過(guò)照相技 術(shù)制作，并且有較好的極化特性，因此該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在超寬帶天線的設(shè)計(jì)和相關(guān)的微波 電路元器件的設(shè)計(jì)中。然而目前的超寬帶通信所占的頻帶和無(wú)線局域網(wǎng)有共用的部分，因 此需要設(shè)計(jì)的天線能夠降低，甚至不會(huì)給無(wú)限局域網(wǎng)帶來(lái)干擾，因此設(shè)計(jì)帶有陷波特性的 超寬帶天線成為目前研究的熱點(diǎn)。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)來(lái)抑制諧波共振和寄生發(fā)射，這樣 的天線將對(duì)附近的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，危及系統(tǒng)本身和鄰近系統(tǒng)的正常工作，特別是對(duì)目 前使用的無(wú)線局域網(wǎng)系統(tǒng)造成嚴(yán)重的干擾。因此添加濾波器是最常使用的方法，在系統(tǒng)完 成之后在天線單元和射頻組件之間添加合適的濾波器來(lái)解決。通常這種方法會(huì)造成天線與 微波電路不匹配，甚至減低系統(tǒng)的整體效能，因此設(shè)計(jì)帶有陷波特性的超寬帶天線是解決 此問(wèn)題的重要方法之一。同時(shí)解決現(xiàn)有天線的一些缺點(diǎn)(1)目前所設(shè)計(jì)的天線的結(jié)構(gòu)和 工藝比較復(fù)雜，因此設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的天線成為現(xiàn)階段研究的熱點(diǎn)。O)目前大多數(shù)超寬帶天 線，在系統(tǒng)集成時(shí)通常需要鉆孔，使用電抗元件等方式和射頻前端連接，因此增加系統(tǒng)的復(fù) 雜性，降低了系統(tǒng)的效能，不能滿足小型化的需求。傳統(tǒng)的印刷超寬帶天線主要是圓錐天線和印刷盤錐天線，為了減小體積，中國(guó) 專利“一款超寬帶階梯地板印刷單極子天線，申請(qǐng)編號(hào)2005100242^8. 7”闡述了一種基 于階梯型接地板和橢圓形輻射單元的超寬帶天線。但是仍不能克服目前的電磁干擾問(wèn) 題。文獻(xiàn)“Harmonic Control For An IntegratedMicrostrip Antenna With Loaded Transmission Line，Shun-Yun Lin, Kuang-Chih Huang，and Jin—Sen Chen. Microwave And Optical TechnologyLetters, Vol. 44，No. 4，F(xiàn)ebruary，2005”，提出一種禾0 用周 期結(jié)構(gòu)抑制諧波，但是體積較大，且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。為了克服上述缺點(diǎn)，文獻(xiàn)“Design of a 5. 8-GHzRectenna Incorporating a New Patch Antenna，Ching-Hong K.Chin，QuanXue, Chi Hou Chan，IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters，Vol. 4，2005，，，闡述了 在共面波導(dǎo)饋電線上刻蝕濾波器的方法，來(lái)起到陷波的特性，但是體積仍然較大。文獻(xiàn)“A miniaturized monopole antenna for ultra-wideband applications with band-notch Filter，B. Ahmadi, R. Faraji—Dana，IETMicrow. Antennas Propag.，2009，Vol.3, Iss.8， PP. 1224-1231. ”闡述了刻蝕U形槽和V形槽的帶有陷波特性的超寬帶天線，但是體積較大， 且采用漸變饋電結(jié)構(gòu)，造成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)和調(diào)試?yán)щy。文獻(xiàn)“Compact Slot Antenna For 2.4Ghz/Uwb With Dual Band-Notched Characteristic, Feng-Tao Zha, Shu-XiGong, Gang Liu, Hong-Yu Yang, and Shu-Guang Lin, Microwave And OpticalTechnology Letters, 2009，Vol. 51，No. 8，PP. 1859-1862. ”采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不便于設(shè)計(jì)和調(diào)試。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種帶寬寬，輻射效率高，帶有陷波特性的超寬帶天線，該天 線可以使用在電子偵察，電子對(duì)抗等軍事設(shè)備和民用設(shè)備上，降低對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)和X波段 通信的電磁干擾。上述的目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)帶有陷波特性的超寬帶天線，其組成包括介質(zhì)基板、輻射單元，共面波導(dǎo)接地面， 共面波導(dǎo)饋電帶線，所述的介質(zhì)基板上印刷有共面波導(dǎo)接地面、輻射單元、矩形槽、共面波 導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，所述的輻射單元連接共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，所述的矩形槽開(kāi)在共面波導(dǎo)接地面 的上部，所述的共面波導(dǎo)接地面圍繞在輻射單元和共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線的周圍，所述的 倒U形槽開(kāi)在輻射單元上。所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，所述的輻射單元為三角形貼片或矩形或鉆石 形貼片。所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，所述的共面波導(dǎo)接地面采用環(huán)繞輻射單元的 結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成缺陷地結(jié)構(gòu)，所述的共面波導(dǎo)接地面為上下較寬，左右較窄。所述的帶有雙陷波特性的超寬帶天線，所述的介質(zhì)基板的介電常數(shù)介于2-9. 8之 間，所述的介質(zhì)基板的介電損耗正切角小于10-3，所述的介質(zhì)基板尺寸的大小和共面波導(dǎo) 接地面尺寸的大小一致。有益效果1.本發(fā)明采用矩形貼片，便于設(shè)計(jì)和調(diào)試；可以實(shí)現(xiàn)超寬帶的阻抗帶寬。2.本發(fā)明所述的矩形槽是在共面波導(dǎo)接地面上挖去一個(gè)矩形，構(gòu)成矩形槽結(jié)構(gòu)， 該矩形槽的長(zhǎng)和寬可以調(diào)節(jié)，來(lái)選擇陷波帶寬和陷波頻率。3.本發(fā)明所述的兩個(gè)U形槽是在輻射單元上刻蝕兩個(gè)U形，構(gòu)成兩個(gè)倒U形槽結(jié) 構(gòu)，該U形槽的長(zhǎng)和寬可以調(diào)節(jié)，來(lái)選擇陷波帶寬和陷波頻率。4.本發(fā)明的天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作帶寬寬，便于批量生產(chǎn)，且成本低廉。5.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的天線印刷在介質(zhì)基板上同一面，由三角形或者矩形輻射單元且 在輻射單元上刻蝕兩個(gè)U形槽構(gòu)成、共面波導(dǎo)接地面、共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)接地 面上的矩形槽組成，有利于與微波集成電路集成。6.本發(fā)明采用共面波導(dǎo)接地面包圍輻射單元，有利于減低電磁干擾；采用共面波 導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，便于展寬阻抗帶寬；在共面波導(dǎo)接地板上可是矩形槽及輻射單元上的兩個(gè)U 形槽，省去濾波器的設(shè)計(jì)，降低設(shè)計(jì)成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時(shí)提高系統(tǒng)的整體效能，也縮 小了整體體積。7.本發(fā)明采用矩形槽和U形槽，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)容易，且可以根據(jù)所需要的陷波頻 率，經(jīng)計(jì)算得出其矩形和U形槽的大致尺寸；本天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，體積小，加工方便，成 本低。8.本發(fā)明具有良好的阻抗帶寬和陷波特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，因此大大增加了其適用范 圍；本產(chǎn)品采用印刷天線結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，大大降低了天線體積，且比較容易和射頻前 端微波集成電路集成。9.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的天線可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自行改進(jìn)，設(shè)置輻射單元的尺寸、共面波導(dǎo)接地面與輻射單元之間的距離，共面波導(dǎo)面與共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)之間的饋電間 隙，來(lái)改善天線的性能。10.本發(fā)明所設(shè)計(jì)的天線采用簡(jiǎn)單的刻蝕矩形槽和U形槽組合技術(shù)，有效的減小 了天線的尺寸，便于系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)小型化設(shè)計(jì)。11.本發(fā)明具有良好的寬頻帶特性和很好的全向輻射特性，本產(chǎn)品的陷波特性可 以避免對(duì)無(wú)線局域網(wǎng)通信和X波段通信造成干擾。


附圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2為本發(fā)明實(shí)施實(shí)例1的實(shí)物測(cè)試的駐波曲線。附圖3為實(shí)施實(shí)例1在3. 5GHz的測(cè)試輻射方向圖。附圖4為實(shí)施實(shí)例1在7. OGHz的測(cè)試輻射方向圖。附圖5為實(shí)施實(shí)例1在9. 5GHz的測(cè)試輻射方向圖。附圖6輻射元的等效電路模型圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1 帶有陷波特性的超寬帶天線，其組成包括介質(zhì)基板1、輻射單元2，所述的介質(zhì)基 板1上印刷有共面波導(dǎo)接地面3、輻射單元2、矩形槽4、共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線5，所述的輻 射單元2連接共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線5，所述的矩形槽4開(kāi)在共面波導(dǎo)接地面的上部，所述 的共面波導(dǎo)接地面3圍繞在輻射單元2和共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線5的周圍，所述的倒U形 槽6開(kāi)在輻射單元上。所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，所述的輻射單元為三角形貼片或矩形或鉆石 形貼片。所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，所述的共面波導(dǎo)接地面采用環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述 共面波導(dǎo)接地面為上下較寬，左右較窄。所述的帶有雙陷波特性的超寬帶天線，所述的介質(zhì)基板的介電常數(shù)介于2-9. 8之 間，通常本發(fā)明采用的介質(zhì)的介電常數(shù)為2. 65。所述的介質(zhì)基板的介電損耗正切角小于 10_3，所述的介質(zhì)基板尺寸的大小和共面波導(dǎo)接地面尺寸的大小一致。實(shí)施例2 實(shí)施例1所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，共面波導(dǎo)饋電的單極子天線，該天 線印制在介質(zhì)基板上，其輻射單元為三角形貼片或矩形貼片，采用共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，省去 實(shí)施實(shí)例1中的矩形槽和兩個(gè)U形槽，構(gòu)成一個(gè)超寬帶天線。實(shí)施實(shí)例1和實(shí)施實(shí)例2的天線共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線5的下端與SMA內(nèi)導(dǎo)體連 接。SMA的外導(dǎo)體與共面波導(dǎo)接地板連接。根據(jù)圖1所示的結(jié)構(gòu)，只要選擇合適的尺寸，就 能滿足其超寬帶工作特性和陷波特性。
權(quán)利要求
1.一種帶有陷波特性的超寬帶天線，其組成包括介質(zhì)基板、輻射單元，共面波導(dǎo)接地 面，共面波導(dǎo)饋電帶線，其特征是所述的介質(zhì)基板上印刷有共面波導(dǎo)接地面、輻射單元、矩 形槽、共面波導(dǎo)饋電電路結(jié)構(gòu)，所述的輻射單元連接共面波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)，所述的矩形槽開(kāi)在 共面波導(dǎo)接地面的上部，所述的共面波導(dǎo)接地面圍繞在輻射單元和共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線 的周圍，所述的倒U形槽開(kāi)在輻射單元上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，其特征是所述的輻射單元為 三角形貼片或矩形或鉆石形貼片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有陷波特性的超寬帶天線，其特征是所述的共面波導(dǎo)接 地面采用環(huán)繞輻射單元的結(jié)構(gòu)形式，構(gòu)成缺陷地結(jié)構(gòu)，所述的共面波導(dǎo)接地面為上下寬，左 右窄。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶有雙陷波特性的超寬帶天線，其特征是所述的介質(zhì)基板 的介電常數(shù)介于2-9. 8之間，所述的介質(zhì)基板的介電損耗正切角小于10-3，所述的介質(zhì)基 板尺寸的大小和共面波導(dǎo)接地面尺寸的大小一致。
全文摘要
帶有陷波特性的超寬帶天線。目前無(wú)線電通信設(shè)備和電子信息設(shè)備朝著多功能化，小型化，超寬帶以及與周圍環(huán)境友好協(xié)調(diào)的方向發(fā)展。帶有陷波特性的超寬帶天線，其組成包括介質(zhì)基板(1)、輻射單元(2)，介質(zhì)基板上印刷有共面波導(dǎo)接地面(3)、輻射單元、矩形槽(4)、共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線(5)，輻射單元連接共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線，矩形槽開(kāi)在共面波導(dǎo)接地面的上部，共面波導(dǎo)接地面圍繞在輻射單元和共面波導(dǎo)饋電信號(hào)帶線5的周圍，倒U形槽(6)開(kāi)在輻射單元上。本發(fā)明用于接受和發(fā)射無(wú)線電波；在軍事上，可以用于電子偵察和電子對(duì)抗，以及跟蹤和電磁防護(hù)的終端；在民用上可以用作超寬帶無(wú)線通信的終端接收設(shè)備上。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK102136625SQ201010284078
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月16日
發(fā)明者劉乘源, 姜弢, 李建勛, 李迎松, 楊曉冬, 畢軍, 王世剛, 王學(xué)良 申請(qǐng)人:黑龍江大學(xué)