專利名稱：超寬帶雙陷波天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種平面印制天線，特別是涉及一種超寬帶雙陷波天線。
背景技術(shù)：
超寬帶(UWB)技術(shù)是將會為無線局域網(wǎng)WLAN和個人域網(wǎng)PAN接入技術(shù)帶來低功耗、高帶寬并且相對簡單的無線通信技術(shù)。超寬帶技術(shù)解決了困擾傳統(tǒng)無線技術(shù)多年的有關(guān)傳播方面的重大難題，它開發(fā)了一個具有對信道衰落不敏感，發(fā)射信號功率譜密度低，有低截獲能力，系統(tǒng)復(fù)雜度低，能提供到厘米的定位精度等優(yōu)點(diǎn)。UWB尤其適用于室內(nèi)等密集多徑場所的高速無線接入和軍事通信應(yīng)用中。它具有隱蔽性好、抗多徑和窄帶干擾能力強(qiáng)、傳輸速率高、系統(tǒng)容量大、穿透能力強(qiáng)、低功耗、系統(tǒng)復(fù)雜度低等一系列優(yōu)點(diǎn)，而且可以重復(fù)利用頻譜，解決頻譜擁擠不堪的問題。2002 年，從美國聯(lián)邦通信委員會 the Federal Communications Commission (FCC)把3. I- 10. 6 GHz頻段分配給超寬帶通信使用以來，UffB技術(shù)更是得到了更加廣泛的關(guān)注，成為研究熱點(diǎn)，如中國發(fā)明專利“小型超寬帶天線”專利號200610117571. 9，“基片集成波導(dǎo)饋電結(jié)構(gòu)超寬帶天線”專利號200610148205. X等，全球科研與工程人員設(shè)計(jì)開發(fā)了很多不同結(jié)構(gòu)形式的超寬帶天線。但在超寬帶頻段中存在很多窄帶通信系統(tǒng)，例如無線局域網(wǎng)(WLAN :2. 4-2. 483GHz ；5. 15-5. 35GHz ；5. 725-5. 825GHz),寬帶互通微波接入(ffimax
2.5-2. 69GHz ； 3. 4-3. 69GHz ；5. 25-5. 850GHz)和用于衛(wèi)星通信的 C 波段(3. 7-4. 2GHZ)和X波段(7. 25-7. 75GHz ；7. 9-8. 4GHz)，使用UWB通信的同時(shí)要避免與這些窄帶通信系統(tǒng)的相互干擾問題，而干擾一旦發(fā)生，必將會嚴(yán)重影響各自通信系統(tǒng)的通信質(zhì)量。如何有效的抑制或者減少這些通信系統(tǒng)與超寬帶系統(tǒng)的之間的干擾一直是個難題。使用濾波器可有效抑制干擾信號，但這勢必增大了系統(tǒng)體積，增加設(shè)計(jì)和硬件成本，不符合超寬帶設(shè)備低成本、小型化的基本要求。利用陷波特性，可以在指定頻點(diǎn)上設(shè)置阻帶，有效濾除特定頻率的信號。將陷波特性應(yīng)用于天線，便可以設(shè)計(jì)出具有阻帶特性的天線，有效濾除干擾，提高通信系統(tǒng)性能。本發(fā)明正是基于上述目的設(shè)計(jì)的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、易于實(shí)現(xiàn)、加工生產(chǎn)成本低、兼容FCC超寬帶工作頻帶、具有阻帶特性的超寬帶雙陷波天線，它可使用在無線局域網(wǎng)、無線個域網(wǎng)的通信設(shè)備天線。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為
本發(fā)明是一種超寬帶雙陷波天線，它包括介質(zhì)基板、共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射貼片和共面波導(dǎo)饋線；所述的共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射單元和共面波導(dǎo)饋線都固定于介質(zhì)基板上表面；所述的微帶輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)饋線從介質(zhì)基板邊緣引向微帶輻射貼片并與其連接，共面波導(dǎo)接地面由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，分別固定于共面波導(dǎo)饋線兩側(cè)且與微帶輻射貼片具有間隙。所述的微帶輻射貼片為圓形并具有開縫結(jié)構(gòu)。所述的圓形輻射貼片帶有槽結(jié)構(gòu)。所述的槽結(jié)構(gòu)為兩個槽的組合。所述的兩個槽分別為倒U形槽和類H形槽。所述的U形槽帶有矩形調(diào)諧單元。所述的類H形槽的雙邊為圓缺且?guī)в芯匦握{(diào)諧單元。所述的共面波導(dǎo)接地面由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成。 所述的介質(zhì)基板為聚四氟乙烯材質(zhì)，相對介電常數(shù)為2 8，其介電損耗角正切(tan 6 )不大于 I Cf3。所述的位于共面波導(dǎo)饋線兩側(cè)的共面波導(dǎo)接地面在靠近共面波導(dǎo)饋線的一側(cè)具有扇形切角，為具有扇形切角的矩形金屬接地面形式。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，單層印制電路板工藝即可實(shí)現(xiàn)，平面尺寸小巧便于和無線通信設(shè)備集成，本發(fā)明利用共面波導(dǎo)饋電方式，利用圓形單極子貼片天線實(shí)現(xiàn)超寬帶阻抗帶寬，利用倒U形槽和類H形槽分別在阻抗帶寬內(nèi)形成兩陷波點(diǎn)，通過調(diào)整槽結(jié)構(gòu)尺寸，使陷波點(diǎn)位于超寬帶頻帶內(nèi)互擾頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超寬帶通信與互擾通信系統(tǒng)相互兼容協(xié)同通信。本發(fā)明實(shí)施簡單，工藝成熟，自動化程度高，生產(chǎn)成本低廉，其應(yīng)用范圍較廣。本發(fā)明兼容FCC標(biāo)準(zhǔn)下超寬帶通信需求，可作為其協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)的無線設(shè)備收發(fā)天線使用；本發(fā)明具有兩個陷波點(diǎn)，通過調(diào)整輻射貼片上的槽結(jié)構(gòu)，可調(diào)整陷波頻點(diǎn)，使其阻隔特定頻點(diǎn)上的無線信號。從而，使用此天線的超寬帶通信設(shè)備可以與特定通信設(shè)備協(xié)同通信，互不干擾。下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。


圖la、圖lb、圖Ic是本發(fā)明第一個實(shí)施例的俯視圖、側(cè)視圖、主視 圖2是本發(fā)明第一個實(shí)施例的駐波比曲線 圖3是本發(fā)明第一個實(shí)施例在3. IGHz的方向 圖4是本發(fā)明第一個實(shí)施例在4. 4GHz的方向 圖5是本發(fā)明第一個實(shí)施例在8GHz的方向 圖6a、圖6b、圖6c是本發(fā)明第二個實(shí)施例的俯視圖、側(cè)視圖、主視圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :
如圖la、圖lb、圖Ic所示，本發(fā)明是一種超寬帶雙陷波天線，它包括介質(zhì)基板I、共面波導(dǎo)接地面2、圓形微帶輻射貼片3和共面波導(dǎo)饋線4。共面波導(dǎo)接地面2、微帶輻射單元3和共面波導(dǎo)饋線4都固定于介質(zhì)基板I上表面，微帶輻射單元3位于介質(zhì)基板I的中部，共面波導(dǎo)饋線4從介質(zhì)基板I邊緣引向微帶輻射貼片3并與其連接，共面波導(dǎo)接地面2由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，分別固定于共面波導(dǎo)饋線4兩側(cè)且與微帶輻射貼片3保持一定距離，可用PCB工藝實(shí)現(xiàn)。所述的微帶輻射貼片3為圓形并具有開縫結(jié)構(gòu)。
所述的介質(zhì)基板I厚度I. 6mm，為聚四氟乙烯微波介質(zhì)板，介電常數(shù)2. 6。所述的共面波導(dǎo)饋線4特征阻抗50ohm,線寬5. 15mm,可用PCB工藝實(shí)現(xiàn)。所述的微帶輻射貼片3為具有組合槽結(jié)構(gòu)的圓形金屬貼片，半徑13_，可用PCB工藝實(shí)現(xiàn)。組合槽結(jié)構(gòu)由倒U形槽31和類H形槽32組合而成。倒U形槽31雙臂的自由端帶有矩形調(diào)諧槽311。類H形槽32的雙邊為圓缺，在圓缺形雙邊外側(cè)圓缺中軸線上帶有矩形調(diào)諧槽321。上述組合槽結(jié)構(gòu)左右對稱，其中軸線與介質(zhì)基板I、共面波導(dǎo)接地面2、輻射貼片3、共面波導(dǎo)饋線4的中軸線保持一致，并可根據(jù)阻抗帶寬特性、陷波點(diǎn)特性、方向圖特性沿軸向分別調(diào)整位置并尋求適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)尺寸。圖2為本發(fā)明實(shí)施方式I的駐波比數(shù)據(jù)圖，由圖所示，天線阻抗帶寬滿足FCC超寬帶通信要求，且天線分別在3. 6GHz,6GHz設(shè)置兩個陷波點(diǎn)，可有效阻隔游牧在3. 5GHz和5. 8GHz頻段下WiMax無線信號。從而，使用此天線的超寬帶通信設(shè)備可以與WiMax通信設(shè)備協(xié)同通信，互不干擾。圖3、圖4、圖5分別為本發(fā)明實(shí)施方式I的工作頻點(diǎn)方向圖?？梢?此天線方向性良好，可以滿足使用者的需求。實(shí)施例2
如圖6a、圖6b、圖6c所示，所述的位于共面波導(dǎo)饋線4’兩側(cè)的共面波導(dǎo)接地面2’在靠近共面波導(dǎo)饋線4’的一側(cè)具有扇形切角21’，為具有扇形切角的矩形金屬接地面形式。利用扇形切角21’可以調(diào)整圓形微帶輻射貼片3’與共面波導(dǎo)接地面2’之間的耦合電容和耦合電感，改善天線的阻抗帶寬特性和帶阻特性，使得此天線調(diào)整兼容模式更為靈活。當(dāng)然，本發(fā)明還可以有其他多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員可根據(jù)本發(fā)明實(shí)施各種相應(yīng)的變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種超寬帶雙陷波天線，它包括介質(zhì)基板、共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射貼片和共面波導(dǎo)饋線；所述的共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射單元和共面波導(dǎo)饋線都固定于介質(zhì)基板上表面；其特征在于所述的微帶輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)饋線從介質(zhì)基板邊緣引向微帶輻射貼片并與其連接，共面波導(dǎo)接地面由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，分別固定于共面波導(dǎo)饋線兩側(cè)且與微帶輻射貼片具有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的微帶輻射貼片為圓形并具有開縫結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的圓形輻射貼片帶有槽結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的槽結(jié)構(gòu)為兩個槽的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的兩個槽分別為倒U形槽和類H形槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的U形槽帶有矩形調(diào)諧單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的類H形槽的雙邊為圓缺且?guī)в芯匦握{(diào)諧單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的共面波導(dǎo)接地面由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的介質(zhì)基板為聚四氟乙烯材質(zhì)，相對介電常數(shù)為2 8，其介電損耗角正切(tan 6 )不大于10_3。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的超寬帶雙陷波天線，其特征在于所述的位于共面波導(dǎo)饋線兩側(cè)的共面波導(dǎo)接地面在靠近共面波導(dǎo)饋線的一側(cè)具有扇形切角，為具有扇形切角的矩形金屬接地面形式。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種超寬帶雙陷波天線，它包括介質(zhì)基板、共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射貼片和共面波導(dǎo)饋線；所述的共面波導(dǎo)接地面、微帶輻射單元和共面波導(dǎo)饋線都固定于介質(zhì)基板上表面；所述的微帶輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)饋線從介質(zhì)基板邊緣引向微帶輻射貼片并與其連接，共面波導(dǎo)接地面由兩片矩形金屬平面結(jié)構(gòu)構(gòu)成，分別固定于共面波導(dǎo)饋線兩側(cè)且與微帶輻射貼片具有間隙。本發(fā)明利用共面波導(dǎo)饋電方式，利用圓形單極子貼片天線實(shí)現(xiàn)超寬帶阻抗帶寬，利用倒U形槽和類H形槽分別在阻抗帶寬內(nèi)形成兩陷波點(diǎn)，通過調(diào)整槽結(jié)構(gòu)尺寸，使陷波點(diǎn)位于超寬帶頻帶內(nèi)互擾頻點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)超寬帶通信與互擾通信系統(tǒng)相互兼容協(xié)同通信。
文檔編號H01Q1/48GK102790266SQ20121022079
公開日2012年11月21日 申請日期2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月29日
發(fā)明者楊光松, 鄭佳春, 陳彭, 陳朝陽, 馬中華 申請人:集美大學(xué)