專利名稱：一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線。天線可對(duì)工作頻帶內(nèi)的干擾信號(hào)形成帶陷，具有超寬帶頻譜與超寬帶帶陷頻譜間的重構(gòu)性。本實(shí)用新型屬于電子信息學(xué)涵蓋的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
依據(jù)聯(lián)邦通信委員會(huì)(FCC)制定的系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)，超寬帶系統(tǒng)(UWB)的工作頻率為
3.1GHz 至 10.6GHz,寬達(dá) 7.5GHz。由于超寬帶系統(tǒng)的超寬帶性，在其工作頻帶內(nèi)，重疊著其它無線通信系統(tǒng)的頻帶，比如，工作頻率為4.9GHz到5.9GHz的IEEE802.1la或HIPERLAN/2系統(tǒng)等。因此，當(dāng)超寬帶系統(tǒng)的工作區(qū)域中存在著如IEEE802.1la或HIPERLAN/2等系統(tǒng)時(shí)，一個(gè)系統(tǒng)的信號(hào)形成對(duì)另一個(gè)系統(tǒng)的電磁干擾(EMI)，反之亦然，從而破壞彼此的通信質(zhì)量。技術(shù)上，消除系統(tǒng)間干擾的方法多采用帶通濾波器或帶阻濾波器。而相較于可阻止干擾信號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)、對(duì)特定頻譜具有帶陷功能的天線而言，顯然，后者是超寬帶系統(tǒng)克服干擾最為直接而有效的措施。具有雙階梯下切角的平面單極子結(jié)構(gòu)具有超寬頻帶的電磁特性。在單極子平面上刻蝕U型槽，可形成頻帶帶陷，帶陷頻率由U型槽的長(zhǎng)度決定，理論上，這一長(zhǎng)度為帶陷頻率波長(zhǎng)的二分之一。PIN 二極管可跨接在U型槽上，控制PIN 二極管的開與關(guān)，可實(shí)現(xiàn)超寬帶頻譜與超寬帶帶陷頻譜間的重構(gòu)?，F(xiàn)有的對(duì)PIN 二極管的控制采用飛線方式，這一方面削弱了天線結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性，另一方面，附加的飛線對(duì)天線的輻射有一定的影響，使天線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化過程變的更為復(fù)雜。
發(fā)明內(nèi)容技術(shù)問題:由鑒于此，本實(shí)用新型的目的是提出一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，在其接地平面上附加U型槽，在U型槽上跨接PIN 二極管，利用天線的饋線以及過孔，構(gòu)成控制信號(hào)的回路，實(shí)現(xiàn)對(duì)PIN 二極管的開、關(guān)控制。技術(shù)方案:本實(shí)用新型的一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，由雙階梯下切角的平面單級(jí)輻射器、平面單級(jí)輻射器上的U型槽1、微帶線饋線、接地平面、接地平面上的U型槽II和PIN 二極管構(gòu)成。天線輻射器、微帶線饋線和接地平面為金屬材質(zhì)，印制在介質(zhì)基片上。雙階梯下切角平面單級(jí)輻射器、輻射器上的U型槽I和微帶線饋線位于介質(zhì)基片的一側(cè)。微帶線饋線將發(fā)射機(jī)輸出的超寬帶信號(hào)饋入到輻射器，同時(shí)，將輻射器接收的超寬帶信號(hào)輸入到接收機(jī)。接地平面、接地平面上的U型槽I1、PIN 二極管位于介質(zhì)基片的另一側(cè)。通過過孔，微帶線饋線上的控制信號(hào)作用于PIN 二極管上，實(shí)現(xiàn)開、關(guān)控制。以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。

圖1為本實(shí)用新型的可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線的結(jié)構(gòu)尺寸圖。圖2為PIN 二極管控制信號(hào)的安裝示意圖。圖3為天線端口的反射系數(shù)(Sll)隨信號(hào)頻率變化的曲線圖。
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型的可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，如圖1、2所示，輻射器為具有雙階梯下切角(13)的矩形貼片結(jié)構(gòu)(11);在貼片的中間位置，刻蝕一個(gè)U型槽I (12);天線的饋線采用微帶線饋線(17);矩形輻射器、U型槽I和微帶饋線印制在介質(zhì)基片(22)的一側(cè)。如圖1、2所示，在介質(zhì)基片的另一側(cè)，印制接地平面(18);在接地平面上，刻蝕一個(gè)U型槽II (15);在U型槽II的中間位置，跨接一個(gè)PIN 二極管(21) ;PIN 二極管通過過孔(16)與微帶線饋線相連接。如圖1、2所示，由于微帶線饋線上的電容(14)與過孔的等效LC效應(yīng)，微帶線饋線將輻射器接收到的高頻電磁信號(hào)傳輸?shù)浇邮諜C(jī)，或?qū)l(fā)射機(jī)的發(fā)射信號(hào)通過微帶線饋線饋入到輻射器。微帶線饋線上的電容(14)對(duì)PIN 二極管的控制信號(hào)具有隔直效應(yīng)，控制信號(hào)通過微帶線饋線和過孔形成的回路作用到PIN 二極管上，控制二極管的開與關(guān)。當(dāng)U型槽I和U型槽II的長(zhǎng)度為IEEE802.1la或HIPERLAN/2工作波長(zhǎng)的一半時(shí)，天線端口的Sll參數(shù)隨頻率的變化曲線如圖3所示。其中，(31)為當(dāng)PIN 二極管為導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)的曲線，代表天線的超寬帶帶陷頻譜；(32)為當(dāng)PIN二極管為截至狀態(tài)時(shí)的曲線，代表天線的超寬帶頻譜。可見，通過對(duì)PIN 二極管的開、關(guān)控制，可實(shí)現(xiàn)超寬帶帶陷頻譜與超寬帶頻譜間的重構(gòu)。
權(quán)利要求1.一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，由輻射器、U型槽1、微帶饋線、基片、U型槽II和PIN 二極管構(gòu)成，其特征是:輻射器、輻射器上的U型槽I和微帶線饋線相連接，位于基片的一側(cè)，接地平面、接地平面上的U型槽II和跨接在U型槽II的PIN 二極管位于基片的另一側(cè)，PIN 二極管通過過孔與微帶線饋線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，其特征是:輻射器采用雙階梯下切角平面單級(jí)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，其特征是:具有兩個(gè)U型槽，一個(gè)刻蝕在雙階梯下切角平面單極輻射器上，另一個(gè)刻蝕在接地平面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，其特征是:位于接地平面上的U型槽II的中間位置跨接一 PIN 二極管，通過過孔與微帶線饋線連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種可重構(gòu)帶陷頻帶的超寬帶天線，天線為平面結(jié)構(gòu)，印制在介質(zhì)基片上。在基片的一側(cè)，有一天線輻射器，為雙階梯下切角(13)平面貼片結(jié)構(gòu)(11)。在輻射器的中間位置，刻蝕一個(gè)U型槽I(12)。天線饋線采用微帶線(17)結(jié)構(gòu)，上有隔直電容(14)。在基片的另一側(cè)，有一接地平面(18)，在接地平面上，刻蝕一個(gè)U型槽II(15)，其上，跨接一個(gè)PIN二極管，二極管通過過孔(16)與微帶饋線相連接。微帶饋線、過孔構(gòu)成了PIN二極管控制信號(hào)的回路，通過對(duì)PIN二極管的開、關(guān)控制，可實(shí)現(xiàn)超寬帶頻譜與超寬帶帶陷頻譜間的重構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)，避免了采用飛線方式所帶來的附加干擾，天線的電磁性能更好，結(jié)構(gòu)更為堅(jiān)固。
文檔編號(hào)H01Q23/00GK202977740SQ20122020912
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2012年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月10日
發(fā)明者劉健 申請(qǐng)人:劉健, 西安科技大學(xué)