一種集成階狀阻抗調諧棒的超寬帶天線制造技術

本實用新型專利技術的目的在于提供一種集成階狀阻抗調諧棒的超寬帶天線，包括介質基板、輻射單元、階狀阻抗調諧棒、共面波導饋電信號帶線、共面波導接地面，輻射單元、階狀阻抗調諧棒、共面波導饋電信號帶線、共面波導接地面均安裝在介質基板上，共面波導饋電信號帶線和共面波導接地面構成共面波導饋電結構，輻射單元位于共面波導接地面里，輻射單元與共面波導接地面形成寬槽結構，階狀阻抗調諧棒包括第一階狀阻抗調諧棒和第二階狀阻抗調諧棒，第一階狀阻抗調諧棒集成在輻射單元上，第二階狀阻抗調諧棒集成在共面波導饋電信號帶線上。本實用新型專利技術可以降低超寬帶通信系統與目前使用的窄帶系統之間的相互干擾，實現兩種系統之間的協同通信。（*該技術在2021年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

一種集成階狀阻抗調諧棒的超寬帶天線
本專利技術涉及的是一種平面印刷板天線。技術背景隨著無線通信技術的飛速發展，人們對無線通信的需求越來越強。特別是2002 年，美國聯邦通信委員會(FCC)把3. lGHz-10. 6GHz作為超寬帶通信頻段公布以來，超寬帶通信技術成為國內專家和學者研究的熱門課題之一，超寬帶天線作為超寬帶通信系統的重要組成部分，也隨之得到了國內外專家的廣泛研究。然而，目前的設備都在朝著小型化，寬頻帶的通信方向發展，作為無線通信的重要組成部分，超寬帶天線和帶通濾波器的設計是無線通信的重要組成部分。因此，設計超寬帶天線和帶通濾波器以及研究二者的集成技術也是目前研究的熱點和難點之一。近年來，國內外的學者在超寬帶通信上提出了很多解決方案，但是作為無線通信的重要組成部分的超寬帶天線都是采用各式各樣的結構實現超寬帶天線的設計。超寬帶天線的理論設計是目前的難點，寬帶槽技術是實現寬帶操作的重要技術之一，同時，在用于無線應用中的下一代天線中，小型化是研究的研究的熱點。除此之外，無線電通信設備和電子信息設備都朝著多功能化，小型化以及與周圍環境友好協調的方向發展，這使得寬頻帶，小型化，高增益成為國內外研究的熱點課題之一。近年來，不需要鉆孔和易于集成的共面波導結構日新月異，并且該結構可以通過照相或者光刻技術制作，并且有較好的極化特性，因此該技術已經應用在超寬帶天線的設計和相關的微波電路元器件的設計中。而目前的超寬帶通信協議規定的超寬帶系統所占的頻帶帶寬與無線局域網和是其它的窄帶系統有共用的部分，因此需要設計的天線能夠降低，甚至不會給無限局域網等窄帶系統帶來干擾。同時， 超寬帶天線涵蓋了 C波段和部分X波段，而目前C波段和X波段主要用在軍事和衛星通信中，因此超寬帶通信系統會這這個窄帶系統造成干擾，因此設計帶有雙陷波特性的超寬帶天線成為目前研究的熱點。如果沒有適當的設計來抑制諧波共振和寄生發射，這樣的天線將對附近的設備產生電磁干擾，危及系統本身和鄰近系統的正常工作，特別是對目前使用的窄帶系統造成嚴重的干擾，甚至不能實現正常通信。傳統的方式是在系統設計完成之后或者是在天線的后面添加濾波器的方法抑制或者消除不需要的信號。通常這種方法會造成天線與微波電路失配，甚至降低系統的整體效能，因此設計帶有陷波特性的超寬帶天線是解決此問題的重要方法之一。同時解決現有超寬帶天線的一些缺點(1)目前的超寬帶天線大多數是采用微帶單極子天線或者是共面波導饋電的單極子天線，這些天線的尺寸相對較大。近年來雖然基于槽式天線的超寬帶天線能夠滿足UWB(3. lGHz-10. 6GHz)的應用需求，但是這些天線的饋電方式和槽線的結合尺寸加工精度要求高，不便于實際的調試和生產。(2)目前大多數超寬帶天線，在系統集成時通常需要鉆孔，使用電抗元件等方式和射頻前端連接，因此增加系統的復雜性，降低了系統的效能，不能滿足小型化的需求。(3)近年來，學術界提出的大多數帶有陷波特性的超寬帶天線，大都是采用在接地面和輻射單元上刻蝕各種各樣的槽實現陷波特性，因此刻蝕的槽會產生電磁波的泄露，影響天線的輻射方向圖。傳統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，中國專利“一款超寬帶階梯地板印刷單極子天線，申請號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，但該天線的帶寬有限，仍不能滿足UWB的應用，且不能克服UWB和WLAN、C波段、X波段等窄帶系統的電磁干擾問題。文獻“Harmonic Control For An Integrated Microstrip Antenna With Loaded Transmission Line, Shun-Yun Lin,Kuang-Chih Huang,and Jin—Sen Chen. Microwave And Optical Technology Letters, Vol.44, No. 4, February，2005”，提出一種利用周期結構抑制諧波，采用在天線的后端增加周期性濾波器結構產生陷波特性，實現UWB和WLAN的協同工作，但是體積較大， 且結構復雜。為了克服上述缺點，文獻“Design of a 5. 8-GHz Antenna Incorporating a New Patch Antenna, Ching-Hong K. Chin, Quan Xue, Chi Hou Chan, IEEE Antennas And Wireless Propagation, Vol. 4，2005”，闡述了在共面波導饋電信號線上刻蝕濾波器的方法，產生陷波的特性，但是體積仍然較大，不能很好的實現系統的小型化設計，且該天線的匿)(寸罾胃。miniaturized monopole antenna for ultra-wide band applications with band-notch Filter, B. Ahmadi,R.Faraii-Dana,IETMicrow. Antennas Propag.，2009，Vol. 3，No. 14，pp. 1224-1231. ”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，且采用漸變饋電結構，給設計和調試帶來不便，同時刻蝕在輻射單元上的 U形槽和V形槽會造成電磁波的泄露，從而影響天線的輻射特性。文獻“Compact CPff-fed ultra-wideband antenna with dual band-notched characteristics,Y. S. LI,X. D. Yang, C. Y. Liu, T. Jiang, Electronics Letters, 2010, vol. 46, No. 14”，采用在輻射源單元上亥Ij 蝕倒U形槽和在共面波導接地面上刻蝕H形槽，來產生陷波特性，該天線采用在共面波導接地面上刻蝕槽的形式，使得部分電磁波外泄，影響天線的輻射方向圖。文獻“Dual band bandpass filter using stepped impedance stub loaded hexagonal stepped impedance resonator，Xun Luo, Jianguo Ma, and Erping Li. Microwave and Optical Technology Letters, Vol.53, No. 5，2011”，該論文采用階狀調諧技術和階狀諧振腔技術實現雙帶帶通濾波器的設計。文獻"Design of a new UWB integrated antenna filter with a rejected WLAN band at 5. 8GHz, A. Djaiz, M. Nedi 1, M. A. Habib and T. A. Denidni. Microwave and Optical Technology Letters, Vol. 53，No. 6，2011”，該論文采用在饋電線上設計窄帶帶通濾波器實現陷波特性的設計，但是該方案僅僅能實現單一的陷波特性，且陷波頻率不容易調節。綜上所述，目前提出的超寬帶天線主要本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李迎松，李文興，劉乘源，付芳，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：實用新型
國別省市：