專利名稱：一種集成濾波器的超寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種集成濾波器的超寬帶天線，該天線可以用于接受和發(fā)射無線電波。
背景技術(shù)：
由于無線電通信設(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，微帶天線技術(shù)發(fā)展日新月異，并且該結(jié)構(gòu)可以通過照相技術(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)給無限局域網(wǎng)帶來干擾，于是設(shè)計(jì)集成濾波器結(jié)構(gòu)的超寬帶天線成為目前研究的熱點(diǎn)。如果沒有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)來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，且很難實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化，因此集成濾波器結(jié)構(gòu)的超寬帶天線是解決此問題的重要方法之一。同時(shí)現(xiàn)有解決該問題的天線存在一些缺點(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)。⑵ 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題。文獻(xiàn)“HarmonicControl For An Integrated Microstrip Antenna With Loaded Transmission Line，Shun—YunLin，Kuang-Chih Huang，and Jin—Sen Chen. Microwave And Optical Technology Letters, Vol. 44，No. 4，F(xiàn)ebruary，2005”，提出一種利用周期結(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-GHz Rectenna Incorporating a New PatchAntenna, Ching-Hong K. Chin，Quan Xue, Chi Hou Chan，IEEE Antennas And WirelessPropagation 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，來起到陷波的特性，但是體積仍然較大。文獻(xiàn)“A miniaturized monopole antenna forultra-wide band applications with band-notch Filter，B. Ahmadi, R. Fara ji—Dana，IETMicrow. Antennas Propag.，2009，Vol. 3, Iss.8， PP. 12241231. ”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。
發(fā)明內(nèi)容[0004]本實(shí)用新型的目的在于提供一種帶寬寬，輻射效率高，能降低對(duì)無線局域網(wǎng)和超寬帶通信之間的電磁干擾的集成濾波器的超寬帶天線。本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的它包括介質(zhì)基板，設(shè)置在介質(zhì)基板一面的輻射單元微帶饋電結(jié)構(gòu)，介質(zhì)基板另一面設(shè)置部分地結(jié)構(gòu)，輻射單元上有開口諧振環(huán)，微帶線直接和輻射單元相連接。本實(shí)用新型還可以包括所述輻射單元為矩形貼片切角結(jié)構(gòu)，所述開口諧振環(huán)為圓環(huán)形開口諧振環(huán)。所述輻射單元為矩形貼片結(jié)構(gòu)，所述開口諧振環(huán)為矩形開口諧振環(huán)。所述部分地結(jié)構(gòu)印刷在介質(zhì)基板的另一面的微帶饋電結(jié)構(gòu)的下方的位置，且部分接地采用矩形切角結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型提供了一種帶寬寬，輻射效率高，集成濾波器結(jié)構(gòu)的超寬帶天線，該天線可以使用在電子偵察，電子對(duì)抗等設(shè)備上，降低對(duì)無線局域網(wǎng)和超寬帶通信之間的電磁干擾。本實(shí)用新型屬于平面印刷單極子天線，該天線印制在介質(zhì)基板上，其輻射單元采用矩形貼片切角結(jié)構(gòu)，有利于增加天線的帶寬。所設(shè)計(jì)的集成濾波器結(jié)構(gòu)的超寬帶天線采用簡(jiǎn)單的微帶饋電結(jié)構(gòu)，這樣直接采用邊沿饋電，有利于降低天線的復(fù)雜性，便于調(diào)試和生產(chǎn)。在輻射單元上刻蝕一個(gè)開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)，起到濾波器的作用，避免超寬帶通信系統(tǒng)和已經(jīng)使用的窄帶系統(tǒng)之間的電磁干擾。該天線具有良好的阻抗帶寬和濾波器特性，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 因此大大增加了其適用范圍。本實(shí)用新型采用印刷天線結(jié)構(gòu)和微帶饋電結(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。本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有顯著的優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可以實(shí)現(xiàn)超寬帶的阻抗帶寬；本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的天線印刷在介質(zhì)基板上兩面，由矩形貼片輻射單元、微帶饋電結(jié)構(gòu)、部分地結(jié)構(gòu)和刻蝕在輻射單元上的開口諧振環(huán)構(gòu)成集成濾波器結(jié)構(gòu)的超寬帶天線； 該天線直接采用微帶邊饋技術(shù)，有利于降低天線的復(fù)雜度，便于實(shí)際生產(chǎn)和調(diào)試；本實(shí)用新型所設(shè)計(jì)的天線集成濾波器結(jié)構(gòu)，有效的減小系統(tǒng)的體積；該天線上刻蝕的集成濾波器，有效的降低超寬帶通信給無線局域網(wǎng)(WLAN)之間的干擾；同時(shí)這樣在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中減少濾波器的使用數(shù)量，有利于提高系統(tǒng)的效能，從而提高系統(tǒng)的效率；本天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，緊湊，體積小，加工方便，成本低。

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例1的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的后視圖；圖3為圖1的左視圖；圖4為本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例2的基本結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖2的后視圖；圖6為圖4的左視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖舉例本對(duì)實(shí)用新型做更詳細(xì)地描述[0020]實(shí)施實(shí)例1 本實(shí)用新型的實(shí)例1如圖1、圖2和圖3所示。它由介質(zhì)基板1、輻射單元2、刻蝕在輻射單元上的開口諧振環(huán)3、微帶饋電結(jié)構(gòu)4、部分地結(jié)構(gòu)5、6組成。該天線的微帶饋電結(jié)構(gòu)由一段50Ω的微帶線實(shí)現(xiàn)，一段和輻射單元直接連接，一段和SMA內(nèi)導(dǎo)體連接。SMA的外導(dǎo)體與印刷在背面的部分地連接。根據(jù)圖1、2、3所示的天線結(jié)構(gòu)，只要選擇合適的尺寸， 根據(jù)開口諧振環(huán)理論適當(dāng)設(shè)計(jì)開口諧振環(huán)的尺寸，就能實(shí)現(xiàn)超寬帶通信與已經(jīng)存在的窄帶系統(tǒng)之間的通信，比如超寬帶通信與WLAN的電磁兼容，超寬帶通信與X波段的電磁兼容。實(shí)施實(shí)例2 本實(shí)用新型實(shí)施實(shí)例2如圖4、圖5、圖6所示，它由介質(zhì)基板1、輻射單元2、刻蝕在輻射單元上的開口諧振環(huán)3、微帶饋電結(jié)構(gòu)4、部分地結(jié)構(gòu)5組成。該天線的微帶饋電結(jié)構(gòu)由一段50Ω的微帶線實(shí)現(xiàn)，一段和輻射單元直接連接，一段和SMA內(nèi)導(dǎo)體連接。SMA的外導(dǎo)體與印刷在背面的部分地連接。根據(jù)圖4、5、6所示的天線結(jié)構(gòu)，只要選擇合適的尺寸，根據(jù)開口諧振環(huán)理論適當(dāng)設(shè)計(jì)開口諧振環(huán)的尺寸，就能實(shí)現(xiàn)超寬帶通信與已經(jīng)存在的窄帶系統(tǒng)之間的通信，比如超寬帶通信與WLAN的電磁兼容，超寬帶通信與X波段的電磁兼容。本實(shí)用新型還可以包括1、采用圓形或者是階狀變化結(jié)構(gòu)輻射單元構(gòu)成的印刷單極子天線結(jié)構(gòu)。2、采用矩形結(jié)構(gòu)構(gòu)成的開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)代替本實(shí)用新型的圓環(huán)形開口諧振環(huán)結(jié)構(gòu)。3、部分地采用適當(dāng)?shù)募虞d技術(shù)和調(diào)節(jié)技術(shù)的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)形式。4、微帶饋電結(jié)構(gòu)的微帶線采用漸變線結(jié)構(gòu)。雖然本實(shí)用新型以較佳實(shí)施實(shí)例公開如上，但它們并不是用來限定實(shí)用新型，任何熟悉此技藝者，在不脫離本實(shí)用新型之精神和范圍內(nèi)，自當(dāng)可做各種變化和潤(rùn)飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以本申請(qǐng)的權(quán)利要求保護(hù)范圍所界定的為準(zhǔn)。
權(quán)利要求1.一種集成濾波器的超寬帶天線，它包括介質(zhì)基板，設(shè)置在介質(zhì)基板一面的輻射單元微帶饋電結(jié)構(gòu)，其特征是介質(zhì)基板另一面設(shè)置部分地結(jié)構(gòu)，輻射單元上有開口諧振環(huán)，微帶線直接和輻射單元相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成濾波器的超寬帶天線，其特征是所述輻射單元為矩形貼片切角結(jié)構(gòu)，所述開口諧振環(huán)為圓環(huán)形開口諧振環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成濾波器的超寬帶天線，其特征是所述輻射單元為矩形貼片結(jié)構(gòu)，所述開口諧振環(huán)為矩形開口諧振環(huán)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種集成濾波器的超寬帶天線，其特征是所述部分地結(jié)構(gòu)印刷在介質(zhì)基板的另一面的微帶饋電結(jié)構(gòu)的下方的位置，且部分接地采用矩形切角結(jié)構(gòu)。
專利摘要本實(shí)用新型提供的是一種集成濾波器的超寬帶天線。它包括介質(zhì)基板，設(shè)置在介質(zhì)基板一面的輻射單元微帶饋電結(jié)構(gòu)，介質(zhì)基板另一面設(shè)置部分地結(jié)構(gòu)，輻射單元上有開口諧振環(huán)，微帶線直接和輻射單元相連接。本實(shí)用新型涉及的天線有良好的寬頻帶特性和很好的全向輻射特性，且該天線集成互補(bǔ)開口諧振環(huán)濾波器，可以避免無線局域網(wǎng)通信和超寬帶通信系統(tǒng)之間的干擾。該天線設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，緊湊，體積小，加工方便，成本低廉?？梢允褂迷陔娮觽刹?，電子對(duì)抗等設(shè)備上。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK201975513SQ20102067686
公開日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2010年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月23日
發(fā)明者周旺, 姜弢, 李迎松 申請(qǐng)人:哈爾濱工程大學(xué)