帶有寄生元的陷波超寬帶天線的製作方法
2023-09-19 01:26:55 2
專利名稱：帶有寄生元的陷波超寬帶天線的製作方法
技術領域：
帶有寄生元的陷波超寬帶天線[0001]技術領域[0002]本實用新型涉及一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線。[0003]背景技術[0004]由於無線電通信設備和電子信息設備朝著多功能化，小型化，超寬帶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，不需要鑽孔和易於集成的共面波導結構日新月異，並且該結構可以通過照相技術製作，並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。然而目前的超寬帶通信所佔的頻帶和無線區域網有共用的部分，因此需要設計的天線能夠降低，甚至不會給無線區域網帶來幹擾，因此設計帶有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幹擾，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無線區域網系統造成嚴重的幹擾。因此添加濾波器是最常使用的方法，在系統完成之後在天線單元和射頻組件之間添加合適的濾波器來解決。通常這種方法會造成天線與微波電路不匹配，甚至減低系統的整體效能，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。同時解決現有天線的一些缺點(1)目前所設計的天線的結構和工藝比較複雜，因此設計結構簡單的天線成為現階段研究的熱點。(2)目前大多數超寬帶天線，在系統集成時通常需要鑽孔，使用電抗元件等方式和射頻前端連接，因此增加系統的複雜性，降低了系統的效能，不能滿足小型化的需求。(3)目前的大多數陷波天線主要依靠在天線的輻射單元和接地面上刻蝕各種各樣的槽實現陷波，這些槽會洩露電磁波，對周圍的電子器件和系統設備造成幹擾。[0005]傳統的印刷超寬帶天線主要是圓錐天線，印刷盤錐天線和套筒天線，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，申請編號2005100242288. 7」闡述了一種基於階梯型接地板和橢圓形輻射單元的超寬帶天線。但是仍不能克服目前的電磁幹擾問題。現有技術中提出一種利用周期結構抑制諧波，但是體積較大，且結構複雜。現有技術中也提出採用調諧棒的陷波超寬帶天線，該天線的調諧棒受矩形槽的限制，不能滿足全頻段陷波的設計。[0006]發明內容[0007]本實用新型的目的是提供一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線，能夠實現超寬帶和窄帶系統之間的協同工作，降低對無線區域網和X波段的電磁幹擾。[0008]上述的目的通過以下的技術方案實現[0009]一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線，其組成包括介質基板，所述的介質基板複合有共面波導接地面、輻射單元、共面波導饋電信號帶線、L形寄生元，所述的輻射單元連接所述的共面波導饋電信號帶線，矩形槽開在所述的介質基板的上部，所述的共面波導接地面圍繞在所述的輻射單元和所述的共面波導饋電信號帶線的周圍，兩個對稱的所述的L形寄生元刻蝕在所述的介質基板的背面。[0010]所述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，所述的輻射單元為矩形貼片、圓形貼片和鑽石形貼片，所述的輻射單元為上下方向的寬度比左右方向的寬度大。[0011]所述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，所述的介質基板的介電常數是2-9. 8，所述的介質基板的介電損耗正切角小於10的-3次方，所述的介質基板尺寸的大小和共面波導接地面尺寸的大小相同，所述的共面波導接地面採用環形結構。[0012]有益效果[0013]1.本實用新型採用矩形貼片，便於設計和調試，可以實現超寬帶的阻抗帶寬，矩形槽是在共面波導接地面上挖去一個矩形，構成矩形槽結構，該矩形槽的長和寬可以調節， 來調整天線的阻抗帶寬。[0014]本實用新型的兩個對稱的L形寄生元，不僅可以克服傳統的刻槽帶來的電磁波洩漏，而且可以提供陷波特性；可以通過調整兩個對稱的L形寄生元的長度和寬度，以及其相應的位置，可以實現陷波中心頻率和陷波帶寬的調節；其兩個對稱的L形寄生元位於介質基板的背面，避免了在輻射單元上刻蝕各種各樣的槽引起的電磁波的輻射，有利於電磁兼容的設計。[0015]本實用新型所涉及的天線結構簡單、工作帶寬比較寬，便於批量生產，且成本低廉。同時能避免因陷波帶來的電磁幹擾。[0016]本實用新型所設計的天線印刷在介質基板上兩面，採用共面波導饋電結構和共面波導接地面上的矩形槽組成，不僅有利於天線阻抗帶寬的設計，而且還有利於與微波集成電路集成。[0017]本實用新型採用共面波導接地面包圍輻射單元，有利於減低電磁幹擾；採用共面波導饋電結構，便於展寬阻 抗帶寬；在輻射單元的下面符合兩個對稱的L形寄生元，省去濾波器的設計，降低設計成本和系統的複雜性，同時提高系統的整體效能，也縮小了整體體積。[0018]本實用新型具有良好的阻抗帶寬和陷波特性，結構簡單，因此大大增加了其適用範圍；同時可以通過控制兩個對稱的L形寄生元的尺寸，控制陷波頻率的諧振頻率和諧振帶寬，從而實現可調整陷波設計；本產品採用印刷天線結構和共面波導結構，大大降低了天線體積，且比較容易和射頻前端微波集成電路集成。[0019]
[0020]附圖1是本實用新型的結構示意圖。[0021]附圖2是附圖1的右視圖。[0022]具體實施方式
[0023]實施例1 :[0024]一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線，其組成包括介質基板6，所述的介質基板複合有共面波導接地面2、輻射單元3、共面波導饋電信號帶線5、L形寄生元4，所述的輻射單元連接所述的共面波導饋電信號帶線，矩形槽I開在所述的介質基板的上部，所述的共面波導接地面圍繞在所述的輻射單元和所述的共面波導饋電信號帶線的周圍，兩個對稱的所述的L形寄生元刻蝕在所述的介質基板的背面。[0025]實施例2 [0026]上述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，所述的輻射單元為矩形貼片、圓形貼片和鑽石形貼片，所述的輻射單元為上下方向的寬度比左右方向的寬度大。[0027]實施例3 [0028]上述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，所述的介質基板的介電常數是2-9. 8，所述的介質基板的介電損耗正切角小於10的-3次方，所述的介質基板尺寸的大小和共面波導接地面尺寸的大小相同，所述的共面波導接地面採用環形結構。[0029]實施例4 [0030]上述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，共面波導饋電的單極子天線，該天線印製在介質基板上，其輻射單元為圓形輻射貼片，採用共面波導饋電結構，同時在圓形輻射單元的下面印刷一對U形寄生元，不僅能產生陷波，並且可以控制這對U形寄生元的尺寸，進而控制天線的陷波頻率和帶寬。由於使用的是一對對稱的U形寄生元，可以保持方向圖的對稱性，便於陣列設計和實際的應用。這對U形寄生元產生的陷波，類似於一個濾波器，可以抑制不需要的信號和寄生輻射，進而實現較好的電磁兼容設計。[0031]實施例5:[0032]上述的一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線，所述的介質基板、輻射單元、共面波導饋電信號帶線、矩形槽 和共面波導接地面組成；在沒有兩個對稱的L形寄生元和一對對稱的U形寄生元的時候，該天線可以做為一副超寬帶天線，該天線的共面波導饋電信號帶線的下端與SMA內導體連接。SMA的外導體與共面波導接地板連接。只要選擇合適的尺寸，就能滿足其超寬帶工作特性。
權利要求1.一種帶有寄生元的陷波超寬帶天線，其組成包括介質基板，其特徵是所述的介質基板複合有共面波導接地面、輻射單元、共面波導饋電信號帶線、L形寄生元，所述的輻射單元連接所述的共面波導饋電信號帶線，矩形槽開在所述的介質基板的上部，所述的共面波導接地面圍繞在所述的輻射單元和所述的共面波導饋電信號帶線的周圍，兩個對稱的所述的L形寄生元刻蝕在所述的介質基板的背面。
2.根據權利要求1所述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，其特徵是所述的輻射單元為矩形貼片、圓形貼片和鑽石形貼片，所述的輻射單元為上下方向的寬度比左右方向的寬度大。
3.根據權利要求1或2所述的帶有寄生元的陷波超寬帶天線，其特徵是所述的介質基板的介電常數是2-9. 8，所述的介質基板的介電損耗正切角小於10的-3次方，所述的介質基板尺寸的大小和共面波導接地面尺寸的大小相同，所述的共面波導接地面採用環形結構。
專利摘要帶有寄生元的陷波超寬帶天線。目前的大多數陷波天線主要依靠在天線的輻射單元和接地面上刻蝕各種各樣的槽實現陷波，這些槽會洩露電磁波，對周圍的電子器件和系統設備造成幹擾。本產品組成包括介質基板(6)，所述的介質基板複合有共面波導接地面(2)、輻射單元(3)、共面波導饋電信號帶線(5)、L形寄生元(4)，所述的輻射單元連接所述的共面波導饋電信號帶線，矩形槽(1)開在所述的介質基板的上部，所述的共面波導接地面圍繞在所述的輻射單元和所述的共面波導饋電信號帶線的周圍，兩個對稱的所述的L形寄生元刻蝕在所述的介質基板的背面。本產品用於電子偵察、電子對抗等軍事設備和民用設備上。
文檔編號H01Q5/01GK202839954SQ20122057378
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月4日 優先權日2012年11月4日
發明者王世剛, 李迎松, 畢軍, 伍一, 董璐, 王大勇 申請人:黑龍江大學