一種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于天線設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶 天線。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著美國(guó)聯(lián)邦通信委員會(huì)（FCC)批準(zhǔn)將3. 1-10. 6GHz作為短距離無(wú)線通信頻段， 超寬帶通信系統(tǒng)由于其優(yōu)異的工作特性，得到了越來(lái)越多人的重視。然而，在UWB頻段有許 多窄帶通信系統(tǒng)，比如：WLAN(5150-5350MHz;5725-5825MHz)，WiMAX(3300-3690MHz)等系 統(tǒng)頻段。超寬帶天線作為超寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件之一，其特性直接影響著整個(gè)系統(tǒng)的 性能。為了避免和現(xiàn)有的這些窄帶通信系統(tǒng)相干擾，人們急需設(shè)計(jì)一種具有阻帶特性的超 寬帶天線。
[0003]目前，實(shí)現(xiàn)具有阻帶特性的超寬帶天線的方法主要有以下幾種：第一，在輻射貼片 的中心溝槽處放置寄生條帶；第二，在輻射貼片的背面使用微帶線諧振器結(jié)構(gòu)；第三，在輻 射貼片上開形溝槽，并在其中嵌入變?nèi)荻O管，實(shí)現(xiàn)陷波的頻率捷變特性。然而，所述前 兩種方法產(chǎn)生的陷波無(wú)法移動(dòng)，第三種方法只能實(shí)現(xiàn)單陷波的可調(diào)。而實(shí)現(xiàn)雙陷波可調(diào)需 要克服兩個(gè)變?nèi)荻O管之間的相互影響，這一問題目前還沒有得到良好的解決。因此，設(shè)計(jì) 一種可以實(shí)現(xiàn)雙陷波互不干擾可調(diào)的超寬帶天線成為目前天線設(shè)計(jì)研宄中的一個(gè)熱點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天 線，該天線可以產(chǎn)生兩個(gè)陷波，并通過兩個(gè)變?nèi)荻O管實(shí)現(xiàn)兩個(gè)陷波工作頻率互不干擾的 調(diào)節(jié)，提高了該天線應(yīng)用的靈活性和安全性，使得其在軍事、民用領(lǐng)域的應(yīng)用范圍得到了大 幅度提升。
[0005] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線，該天線包括介質(zhì)基板、輻射貼 片、微帶饋線、"U"形金屬條帶、寄生條帶結(jié)構(gòu)、接地板、同軸電纜、金屬帶線及焊盤；
[0007] 所述介質(zhì)基板上表面的靠上端部分緊貼設(shè)置有輻射貼片，所述輻射貼片上開有 "凸"字形溝槽，且"凸"字形溝槽內(nèi)設(shè)置有寄生條帶結(jié)構(gòu)；所述介質(zhì)基板上表面的靠下端部 分緊貼設(shè)置有微帶饋線，所述微帶饋線的一端與輻射貼片連接，另一端與同軸電纜的內(nèi)芯 連接；所述介質(zhì)基板下表面的靠上端部分緊貼設(shè)置有"U"形金屬條帶；所述介質(zhì)基板下表 面的靠下端部分緊貼設(shè)置有接地板，所述接地板靠上邊緣中心處設(shè)置有矩形凹槽。
[0008] 進(jìn)一步，所述"U"形金屬條帶的一側(cè)為交指結(jié)構(gòu)，另一側(cè)條帶分為上下兩部分，且 條帶的上、下兩部分通過變?nèi)荻O管連接；所述"U"形金屬條帶用于產(chǎn)生工作在WLAN頻段 附近的高頻陷波；所述變?nèi)荻O管用于對(duì)該高頻陷波的工作頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)；所述交指結(jié)構(gòu) 用于降低該高頻陷波的工作頻率。
[0009] 進(jìn)一步，所述寄生條帶結(jié)構(gòu)包括寄生條帶和一個(gè)變?nèi)荻O管，寄生條帶分為上、下 兩部分對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且寄生條帶的上、下兩部分通過一個(gè)變?nèi)荻O管連接；所述寄生條帶用于 產(chǎn)生工作在WiMAX頻段附近的低頻陷波；所述變?nèi)荻O管用于對(duì)該低頻陷波的工作頻率進(jìn) 行調(diào)節(jié)。
[0010] 進(jìn)一步，所述金屬帶線及焊盤包含金屬帶線、焊盤銅片；金屬帶線與其中一個(gè)焊盤 銅片相連接，兩個(gè)焊盤銅片之間通過電感進(jìn)行連接；所述金屬焊盤通過穩(wěn)壓源向變?nèi)荻O 管提供偏置電壓。
[0011] 進(jìn)一步，所述同軸電纜包括內(nèi)芯、介質(zhì)層和外導(dǎo)體，所述內(nèi)芯的裸露部分為半圓柱 體，且裸露部分內(nèi)芯與微帶饋線連接；所述介質(zhì)層、外導(dǎo)體的橫截面與介質(zhì)基板、接地板的 下邊緣面接觸。
[0012] 進(jìn)一步，所述輻射貼片的下邊緣采用向下凸出的弧形結(jié)構(gòu)；所述接地板的上邊 緣采用向上凸出的弧形結(jié)構(gòu)；所述矩形凹槽的長(zhǎng)度L8為1.5~1.7mm，寬度W5為2. 3~ 2. 5mm〇
[0013] 進(jìn)一步，所述輻射貼片、接地板和介質(zhì)基板的寬度均相同。
[0014] 進(jìn)一步，所述介質(zhì)基板長(zhǎng)度L為34mm，寬度W為27mm。
[0015] 進(jìn)一步，所述金屬帶線線寬為0. 1mm，金屬焊盤尺寸為ImmX1mm。
[0016] 進(jìn)一步，所述微帶饋線的長(zhǎng)度L6為14. 9~15. 1mm，寬度W4為2. 3~2. 5mm。
[0017] 本發(fā)明提供的一種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線，具有以下有益效 果：1)本發(fā)明所述天線可以通過調(diào)整相應(yīng)寄生條帶的長(zhǎng)度，使得低頻陷波的-10dB頻帶達(dá) 到3. 3GHz，涵蓋WiMAX頻段，高頻陷波的-10dB頻帶達(dá)到5. 15GHz，涵蓋WLAN頻段，可用于 相應(yīng)的通信系統(tǒng)中；2)本發(fā)明所述天線通過使用變?nèi)荻O管，可以實(shí)現(xiàn)低頻陷波中心頻率 從3. 55GHz- 4. 65GHz的調(diào)節(jié)，高頻陷波中心頻率從5. 30GHz-6. 25GHz的調(diào)節(jié)，并且兩個(gè)陷 波的調(diào)節(jié)互不影響，提高了該天線應(yīng)用的靈活性和安全性；3)本發(fā)明所述天線除了有效的 實(shí)現(xiàn)了頻率捷變特性，還具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單，易于制造等優(yōu)勢(shì)。
【附圖說明】
[0018] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn) 一步的詳細(xì)描述，其中：
[0019]圖1為本發(fā)明所述的基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線的整體結(jié)構(gòu)三 維視圖；
[0020] 圖2為本發(fā)明所述的基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線的俯視圖；
[0021] 圖3為實(shí)施例中c_varl= 0.lpF，c_var2變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0022] 圖4為實(shí)施例中c_varl= 0. 3pF，c_var2變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0023] 圖5為實(shí)施例中c_varl=lpF，c_var2變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0024] 圖6為實(shí)施例中c_var2 =0?2pF，c_varl變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0025] 圖7為實(shí)施例中c_var2 =0?6pF，c_varl變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0026] 圖8為實(shí)施例中c_var2 = 2pF，c_var1變化時(shí)VSWR參數(shù)隨頻率變化的曲線圖；
[0027] 其中，1為介質(zhì)基板，2為輻射貼片，3為微帶饋線，4為"U"形金屬條帶，5為寄生條 帶結(jié)構(gòu)，6為接地板，7為同軸電纜，8為金屬帶線及焊盤。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0029] 本發(fā)明的基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線的整體結(jié)構(gòu)三維視圖，如圖 1所示：一種基于變?nèi)荻O管的雙陷波可調(diào)的超寬帶天線，包括介質(zhì)基板1、輻射貼片2、微 帶饋線3、"U"形金屬條帶4、寄生條帶結(jié)構(gòu)5、接地板6、同軸電纜7和金屬焊線及焊盤8 ; 所述介質(zhì)基板1上表面的靠上端部分緊貼設(shè)置有輻射貼片2,所述輻射貼片2上開有"凸" 字形溝槽，且"凸"字形溝槽內(nèi)設(shè)置有寄生條帶結(jié)構(gòu)5 ;所述介質(zhì)基板1上表面的靠下端部 分緊貼設(shè)置有微帶饋線3,所述微帶饋線3的一端與輻射貼片2連接，另一端與同軸電纜7 連接；所述介質(zhì)基板1下表面的靠上端部分緊貼設(shè)置有"U"形金屬條帶4 ;所述介質(zhì)基板1 下表面的靠下端部分緊貼設(shè)置有接地板6,所述接地板6靠上邊緣中心處設(shè)置有矩形凹槽。 該矩形凹槽與微帶饋線具有良好的耦合作用，使得天線在整個(gè)UWB頻段具有良好的駐波特 性。
[0030] 所述"U"形金屬條帶4, 一側(cè)采用交指結(jié)構(gòu)，另一側(cè)條帶分為上下兩部分，且條帶 的上、下兩部分之間依靠變?nèi)荻O管連接。所述"U"形金屬條帶用于產(chǎn)生工作在WLAN頻段 附近的高頻陷波；所述交指結(jié)構(gòu)可以降低該高頻陷波的工作頻率；所述變?nèi)荻O管用于對(duì) 該高頻陷波的工作頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。變?nèi)荻O管采用Aeroflex公司的MGV-125-22型號(hào)，其損 耗電阻（1.28Q)很小，兩端可加載的直流偏置電壓范圍2-20V，相應(yīng)容值范圍（c_var2) 2~ 0. 2pF〇
[0031] 所述寄生條帶結(jié)構(gòu)5包括寄生條帶和一個(gè)變?nèi)荻O管，寄生條帶分為上、下兩部 分對(duì)稱結(jié)構(gòu)，且寄生條帶的上、下兩部分通過一個(gè)變?nèi)荻O管連接。所述寄生條帶用于產(chǎn)生 工作在WiMAX頻段附近的低頻陷波；所述變?nèi)荻O管用于對(duì)該低頻陷波的工作頻率進(jìn)行調(diào) 節(jié)。變?nèi)荻O管采用