專利名稱：一種基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于無線通信技術(shù)領(lǐng)域的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線綜合設(shè)計(jì)技術(shù)。
技術(shù)背景近幾年來，超寬帶(UWB)短距離無線通信引起了全球通信技術(shù)領(lǐng)域極大的重視。 超寬帶(UWB)技術(shù)與其他通信技術(shù)相比。超寬帶通信技術(shù)以其傳輸效率高、抗多徑干擾能力強(qiáng)、有利于多功能一體化等優(yōu)點(diǎn)成為無線通信極具競(jìng)爭(zhēng)力和發(fā)展前景的技術(shù)之一。同時(shí)超寬帶技術(shù)具有信號(hào)功率譜密度低、高保密性、不易檢測(cè)、系統(tǒng)復(fù)雜程度低等優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場(chǎng)所的高速無線接入和軍事通信?，F(xiàn)有技術(shù)中的超寬帶天線結(jié)構(gòu)，如行波天線、對(duì)數(shù)周期天線、等角螺旋天線等，這些天線都可以實(shí)現(xiàn)幾個(gè)倍頻程的工作頻帶， 但這些經(jīng)典的超寬帶天線結(jié)構(gòu)都有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，即此同類型的窄帶天線的幾何尺寸要大不少，滿足不了 UWB系統(tǒng)結(jié)構(gòu)小的要求。針對(duì)超寬帶通信技術(shù)系統(tǒng)的發(fā)展和應(yīng)用，需研制新型的超寬帶天線，如駐波比小、增益高、體積小、成本低、剖面低和便于集成等。微帶天線是一種駐波比小、增益高、體積小、成本低、剖面低、便于集成的微波通訊天線，可以廣泛應(yīng)用于微波集成電路中。但是隨著各種通信系統(tǒng)的發(fā)展，超寬帶通信系統(tǒng)與其它同頻率系統(tǒng)出現(xiàn)了頻率混疊，因此超寬帶系統(tǒng)的發(fā)展就不得不面臨系統(tǒng)間的互相干擾問題。例如，在超寬帶通信系統(tǒng)工作的頻帶中(美國(guó)FCC認(rèn)定的UWB頻帶為3. lGHz-10. 6GHz)，就存在特定頻率的干擾信號(hào)問題一無線局域網(wǎng)WLAN的5. 8GHz的頻帶信號(hào)。為了避免這些頻點(diǎn)信號(hào)的干擾，在超寬帶通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中可以通過添加相應(yīng)的阻帶濾波器或者設(shè)計(jì)具有阻帶特性的超寬帶天線實(shí)現(xiàn)。最近出現(xiàn)的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器，可以產(chǎn)生負(fù)的介電常數(shù)和磁導(dǎo)率。用交變電場(chǎng)沿諧振環(huán)軸向?qū)パa(bǔ)裂環(huán)諧振器激勵(lì)，可使其在特定頻率發(fā)生諧振并在諧振附近產(chǎn)生帶阻現(xiàn)象。在微帶結(jié)構(gòu)中，考慮到微帶的電磁場(chǎng)分布特點(diǎn)，CSRR被刻蝕在波導(dǎo)中央或者底部，能充分利用微帶結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)進(jìn)行激勵(lì)而不增加電路尺寸，適合于微帶電路的小型化。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明之目的是提出一種基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線，不僅具有超寬帶特性，而且具有良好的帶阻性能。該天線具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小巧，便于與手機(jī)電路板集成的特性，并且具有低成本、便于批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，能夠適用于多種超寬帶應(yīng)用場(chǎng)合。為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明之目的，擬采用以下方法本發(fā)明的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)的超寬帶帶阻特性天線由一塊介質(zhì)基片、介質(zhì)基片上表面覆蓋的金屬鍍層、刻有互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的天線輻射單元、饋線以及梯形饋線幾部分組成，通過印刷電路板技術(shù)在微波介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)；其中，金屬渡層為接地導(dǎo)電面，天線輻射單元背后無金屬層；饋線部分采用微帶線形式，饋線部分與天線輻射單元之間通過梯形微帶線實(shí)現(xiàn)梯形阻抗匹配；互補(bǔ)裂環(huán)諧振器刻蝕在天線輻射單元上，由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)的開口方向靠近饋線，內(nèi)環(huán)的開口方向遠(yuǎn)離饋線。所述的天線輻射單元為五邊形，矩形，三角形，橢圓形或半圓形。所述的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的外環(huán)和內(nèi)環(huán)為圓形或方形。有益效果1.天線具有超寬帶特性，可以滿足超寬帶通信系統(tǒng)要求；同時(shí)天線可以產(chǎn)生一個(gè)頻率的阻帶，具有抗特定頻點(diǎn)干擾特性。2.天線阻帶的頻率可以通過調(diào)整互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的形狀、尺寸和刻蝕位置自由調(diào)節(jié)，即具有阻帶調(diào)節(jié)性，因此可以滿足一些干擾頻率特殊場(chǎng)合的應(yīng)用。3.刻蝕在天線上的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器具有左手結(jié)構(gòu)特性，不僅具有高品質(zhì)因數(shù)，可以產(chǎn)生尖銳的阻帶特性，而且不會(huì)增加天線的額外尺寸。4.整個(gè)天線的各部分集成一體，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，全部利用印刷電路板(PCB)工藝生產(chǎn)， 成本低、精度高、重復(fù)性好，適合大批量生產(chǎn)。

圖1為本發(fā)明天線的結(jié)構(gòu)的正視面示意圖，圖2為互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的微帶結(jié)構(gòu)的示意圖，圖3為實(shí)施實(shí)例的XOZ平面方向圖，曲線為反射損耗測(cè)試結(jié)果，圖4為實(shí)施實(shí)例的YOZ平面方向圖，曲線電壓駐波比測(cè)試結(jié)果，圖5 (a)為實(shí)施實(shí)例的的E面方向圖，3條曲線分別是4、6、9GHz時(shí)的測(cè)試結(jié)果，圖5(b)為實(shí)施實(shí)例的的H面方向圖，3條曲線分別是4、6、9GHz時(shí)的測(cè)試結(jié)果，以上的圖片中有介質(zhì)基片1，金屬貼片天線2，饋線3，梯形饋線4，上表面金屬鍍層5，互補(bǔ)裂環(huán)諧振器6 (含外環(huán)7和內(nèi)環(huán)8)。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器實(shí)現(xiàn)的超寬帶帶陷特性天線由一塊介質(zhì)基片 1、介質(zhì)基片1上表面覆蓋的金屬鍍層5、刻有互補(bǔ)裂環(huán)諧振器6的天線輻射單元2、饋線3 以及梯形饋線4幾部分組成，通過PCB技術(shù)在微波介質(zhì)基片上實(shí)現(xiàn)，其特征在于所述的金屬涂層5為接地導(dǎo)電面，用于接收和發(fā)送信號(hào)的天線輻射單元2背后無金屬層；饋線部分3 采用微帶線形式，饋線部分3與天線輻射單元2之間通過梯形微帶線4實(shí)現(xiàn)梯形阻抗匹配； 互補(bǔ)裂環(huán)諧振器6刻蝕在天線輻射單元2上；互補(bǔ)裂環(huán)諧振器6由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)7的開口方向靠近饋線，內(nèi)環(huán)8的開口方向遠(yuǎn)離饋線?；パa(bǔ)裂環(huán)諧振器結(jié)構(gòu)緊湊，能產(chǎn)生特定頻率的帶阻特性，因此，該天線具有小型化的特征和抗干擾的能力。所述的天線輻射單元2為五邊形，矩形，三角形，橢圓形或半圓形。所述的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器6的外環(huán)7和內(nèi)環(huán)8為圓形或方形。天線結(jié)構(gòu)如圖1所示，尺寸單位均為mm。本實(shí)施實(shí)例的基片尺寸為 40X35X0.762。實(shí)測(cè)天線反射損耗，輸入電壓駐波比(VSWR)以及H面和E面的方向圖結(jié)果示于圖3 圖5。
權(quán)利要求1.一種基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線，該天線由一塊介質(zhì)基片(1)、介質(zhì)基片(1)上表面覆蓋的金屬鍍層(5)、刻有互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)的天線輻射單元O)、饋線(3) 以及梯形饋線(4)幾部分組成；其中，金屬渡層( 為接地導(dǎo)電面，天線輻射單元( 背后無金屬層；饋線部分(3)采用微帶線形式，饋線部分(3)與天線輻射單元(2)之間通過梯形微帶線⑷實(shí)現(xiàn)梯形阻抗匹配；互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)刻蝕在天線輻射單元(2)上，由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)(7)的開口方向靠近饋線，內(nèi)環(huán)(8)的開口方向遠(yuǎn)離饋線。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線，其特征在于所述的天線輻射單元( 為五邊形，矩形，三角形，橢圓形或半圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線，其特征在于所述的互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)的外環(huán)(7)和內(nèi)環(huán)(8)為圓形或方形。
專利摘要基于互補(bǔ)裂環(huán)諧振器的超寬帶帶阻天線，由一塊介質(zhì)基片(1)、介質(zhì)基片(1)上表面覆蓋的金屬鍍層(5)、刻有互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)的天線輻射單元(2)、饋線(3)以及梯形饋線(4)幾部分組成；其中，金屬渡層(5)為接地導(dǎo)電面，天線輻射單元(2)背后無金屬層；饋線部分(3)采用微帶線形式，饋線部分(3)與天線輻射單元(2)之間通過梯形微帶線(4)實(shí)現(xiàn)梯形阻抗匹配；互補(bǔ)裂環(huán)諧振器(6)刻蝕在天線輻射單元(2)上，由內(nèi)外兩個(gè)分裂環(huán)構(gòu)成，其中外環(huán)(7)的開口方向靠近饋線，內(nèi)環(huán)(8)的開口方向遠(yuǎn)離饋線。
文檔編號(hào)H01Q1/48GK202142638SQ201120141180
公開日2012年2月8日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月26日
發(fā)明者肖丙剛, 謝治毅, 趙吉祥 申請(qǐng)人:肖丙剛, 謝治毅, 趙吉祥