陷波反射器的共面偶極子天線的製作方法

2023-11-07 02:40:02 1

陷波反射器的共面偶極子天線的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種陷波反射器的共面偶極子天線。該天線由振子輻射貼片(1)、饋電傳輸線(2)、介質基板(5)和陷波反射器(6)組成，其中兩片振子輻射貼片印製於介質基板(5)的同一面，分別與饋電傳輸線的導帶(3)和地(4)在傳輸線末端(10)相連。陷波反射器(6)由兩段長度相等的終端開路的微帶傳輸線(7)構成，每段微帶傳輸線(7)的導帶和地在陷波反射器的加載點(9)分別與饋電傳輸線的導帶(3)和地(4)相連。該天線所加載的陷波反射器，在天線的工作頻段內可作為反射器，提高天線增益，同時在低於工作頻段的陷波頻段內可作為濾波器，抑制天線的輻射。
【專利說明】陷波反射器的共面偶極子天線

【技術領域】
[0001]本發明涉及一種天線，尤其是一種陷波反射器的共面偶極子天線，屬於天線製造的【技術領域】。

【背景技術】
[0002]天線作為無線通信系統中重要的前端器件，不僅可以輻射或者接收有用的射頻信號，對於落在其工作頻段內的其他無用或者有害信號，天線也會進行無差別的輻射或者接收。在某些情況下，這種情況會對天線收發系統造成較大的幹擾，例如超外差式接收機中存在的鏡像頻率信號幹擾。超外差式結構由於具有較高的靈敏度和選擇性，其在現代通信系統和雷達系統中具有廣泛的應用，因此鏡像頻率抑制措施必不可少。常用的解決辦法為在射頻電路中插入鏡像濾波器，從而過濾掉接收信號中的鏡像頻率信號。這在一定程度上降低了系統的性能，加重了系統的負擔，同時增加了成本需求。具有陷波或者濾波特性的天線，能夠對一些特定頻段進行濾波，兼具了天線與濾波器的功能，是解決這一問題的有效方法。
[0003]偶極子天線作為一種微帶天線，具備了微帶天線低剖面、低成本、體積小、重量輕、易與電路板集成等優點，同時振子輻射貼片尺寸較小，在現代無線通信系統中應用非常廣泛。但是其增益較低，不適用於某些增益需求高的場合。


【發明內容】

[0004]技術問題:本發明目的是提出一種陷波反射器的共面偶極子天線，該天線的陷波反射器既具有反射器的作用，使得天線工作頻段內的增益得到提高，同時還具有陷波特性，使得低於天線工作頻率的某一頻段的天線輻射得到抑制，而且天線結構簡單，尺寸較小。
[0005]技術方案:本發明的陷波反射器的共面偶極子天線包括兩片振子輻射貼片、饋電傳輸線、介質基板和陷波反射器；振子輻射貼片、饋電傳輸線和陷波反射器都在介質基板上；兩片振子輻射貼片的形狀是矩形，兩片振子輻射貼片印製在介質基板的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導帶直接連接，另一片振子貼片經過金屬化接地過孔與介質基板另一面的饋電傳輸線的地在饋電傳輸線的末端相連；陷波反射器由兩段終端開路的微帶傳輸線構成，微帶傳輸線的導帶和地分別印製於介質基板的兩面；陷波反射器加載點位於饋電傳輸線的輸入端和末端之間；在陷波反射器加載點，兩段終端開路的微帶傳輸線成對稱狀分別置於饋電傳輸線的兩側，其伸展方向與振子輻射貼片伸展的方向平行，微帶傳輸線的導帶和地分別與饋電傳輸線的導帶和地相連。
[0006]所述的饋電傳輸線的地的寬度在輸入端最寬，然後逐漸變窄、在輸入端和陷波反射器的加載點之間變為和饋電傳輸線的導帶一樣的寬度。
[0007]所述的陷波反射器的兩段微帶傳輸線的長度相等，且其長度約為陷波波長的四分之一，以實現在某一陷波頻段內抑制天線的輻射。
[0008]所述的陷波反射器的每段微帶傳輸線的長度比振子輻射貼片的長度要長，以實現反射器的作用；且陷波反射器的加載點與饋電傳輸線的末端之間的間距在約為四分之一工作波長附近進行調諧，以同時實現較佳反射器特性與匹配性能。
[0009]在低於天線工作頻率的陷波頻段，由於陷波反射器的兩段微帶傳輸線終端開路，且每段的長度約為陷波波長的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點，向每段微帶傳輸線的方向看去，其輸入阻抗為零，因此饋電傳輸線上陷波反射器的加載點處，總輸入阻抗為零。因此陷波反射器的共面偶極子天線在陷波頻段等效為終端短路的傳輸線，天線的輸入信號在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點處被全反射回輸入端，從而抑制了這一頻段的天線輻射，形成陷波特性。在天線的工作頻段，形成陷波反射器的兩段微帶傳輸線的長度將大於四分之一工作波長，從而大於天線振子輻射貼片的長度，因此陷波反射器可實現其反射器的特性，使得天線增益得到提高。
[0010]形成陷波反射器的兩段微帶傳輸線的長度決定了陷波特性對應的工作頻率，因此，調整兩段微帶傳輸線的長度，可以直接調節陷波反射器的陷波頻率。
[0011]偶極子天線的工作頻率，由其振子輻射貼片的長度決定，因此，調整振子輻射貼片的長度，可以直接調節天線的工作頻率。
[0012]對應於偶極子天線的工作頻率，陷波反射器的加載點與饋電傳輸線的末端之間的間距在約為四分之一工作波長附近進行調諧，以同時實現較佳反射器特性與匹配性能。
[0013]有益效果:本發明的有益效果是，所提出的陷波反射器的共面偶極子天線，其陷波反射器能夠在天線的工作頻段內作為反射器，提高天線的增益，同時陷波反射器還具有陷波作用，可以濾除陷波頻段內信號對天線的幹擾，在陷波頻段內天線的增益得到較強的抑制，而且天線的尺寸緊湊。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的結構示意圖。
[0015]圖中有:振子輻射貼片1，饋電傳輸線2，饋電傳輸線的導帶3，饋電傳輸線的地4，介質基板5，陷波反射器6，微帶傳輸線7，饋電傳輸線的輸入端8，陷波反射器的加載點9，饋電傳輸線的末端10。

【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步說明。
[0017]本發明所採用的技術方案是:陷波反射器的共面偶極子天線包括兩片振子輻射貼片1、饋電傳輸線2、介質基板5和陷波反射器6 ;振子輻射貼片1、饋電傳輸線2和陷波反射器6都在介質基板5上；兩片振子輻射貼片I的形狀是矩形，兩片振子輻射貼片I印製在介質基板5的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導帶3直接連接，另一片振子貼片經過金屬化接地過孔與介質基板5另一面的饋電傳輸線的地4在饋電傳輸線的末端10相連；陷波反射器6由兩段終端開路的微帶傳輸線7構成，微帶傳輸線7的導帶和地印製於介質基板5的兩面；陷波反射器加載點9位於饋電傳輸線2的輸入端8和末端10之間；在陷波反射器加載點9，兩段終端開路的微帶傳輸線7成對稱狀分別置於饋電傳輸線2的兩側，其伸展方向與振子輻射貼片I伸展的方向平行，微帶傳輸線7的導帶和地分別與饋電傳輸線2的導帶3和地4相連。饋電傳輸線2的地4的寬度在輸入端8最寬，然後逐漸變窄、在輸入端8和陷波反射器的加載點9之間變為和饋電傳輸線2的導帶3 —樣的寬度。陷波反射器6的兩段微帶傳輸線7的長度相等，且其長度約為陷波波長的四分之一，以實現在某一陷波頻段內抑制天線的輻射。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的長度比振子輻射貼片I的長度要長，以實現反射器的作用；且陷波反射器的加載點9與饋電傳輸線的末端10之間的間距在約為四分之一工作波長附近進行調諧，以同時實現較佳反射器特性與匹配性能。
[0018]在低於工作頻率的陷波頻段，由於陷波反射器的兩段微帶傳輸線終端開路，且每段的長度約為陷波波長的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點，向每段微帶傳輸線的方向看去，其輸入阻抗為零，與天線振子輻射貼片的輸入阻抗相併聯後，此處總的輸入阻抗為零。此時加載陷波反射器偶極子天線等效為終端短路的傳輸線，因此天線的輸入信號將被全反射，從而抑制了這一頻段的天線輻射，形成陷波特性。在天線工作頻段，陷波反射器的每段微帶傳輸線長度大於四分之一工作波長，即大於天線的振子輻射貼片的長度，可以作用為反射器。
[0019]為同時保證陷波特性和反射特性，陷波反射器的長度要大於天線振子輻射貼片的長度，因此陷波頻率要低於天線工作頻率，同時陷波頻率的大小可通過調節陷波反射器每段微帶傳輸線的長度進行調節。作為反射器，加載的微帶傳輸線提供的增益提高大小可通過調節與天線振子輻射貼片之間的距離來調節，理論上當二者之間的距離約為四分之一波長時，天線增益將得到最大提高。
[0020]在結構上，該陷波反射器的共面偶極子天線由振子輻射貼片1、饋電傳輸線2、介質基板5和陷波反射器6組成，其中饋電傳輸線2的導帶3和地4分別印製於介質基板5的兩面，兩片振子輻射貼片I印製在介質基板5的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導帶3直接連接，另一片振子貼片經過金屬化接地過孔與介質基板5另一面的饋電傳輸線的地4在饋電傳輸線的末端10相連。陷波反射器6置於饋電傳輸線的輸入端8和末端10之間，在陷波反射器的加載點9由兩段長度相等的終端開路的微帶傳輸線7構成，每段微帶傳輸線7的導帶和地分別印製於介質基板5的兩面，且分別與饋電傳輸線2的導帶3和地4相連。雙線-微帶饋電傳輸線的導帶3的寬度在雙線傳輸線部分和微帶傳輸線部分均保持不變。饋電傳輸線的地4的寬度在饋電傳輸線的輸入端8較寬，使得輸入端為微帶線，方便與饋電同軸線相連；在陷波反射器的加載點9與饋電傳輸線的末端10之間，饋電傳輸線的地4的寬度與導帶3的寬度一致，形成雙線傳輸線，方便對振子輻射貼片I進行饋電。饋電傳輸線的輸入端8和陷波反射器的加載點9之間，地4的寬度可呈線性或者弧形漸變。兩片振子輻射貼片I的形狀可為矩形條帶，或帶鋸齒邊的矩形條帶等形狀。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的長度較每片振子輻射貼片I的長度要長，使得陷波反射器6在天線的工作頻段可以作為反射器；同時其長度由陷波頻段的頻率，約為陷波頻率對應波長的四分之一 O
[0021]在製造上，該陷波反射器的共面偶極子天線的製造工藝可以採用半導體工藝、陶瓷工藝、雷射工藝或印刷電路工藝。該陷波反射器的共面偶極子天線由振子輻射貼片1、饋電傳輸線2、介質基板5和陷波反射器6所組成，其中振子輻射貼片1、饋電傳輸線2的導帶3和地4、以及陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的導帶和地，皆由導電性能良好的導體材料構成，印製於介質基板5上。介質基板5要使用損耗儘可能低的介質材料。兩片振子福射貼片I印製在介質基板5的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導帶3直接連接，另一片振子貼片經過金屬化接地過孔與介質基板5另一面的饋電傳輸線的地4在饋電傳輸線的末端10相連；以便於通過雙線-微帶饋電傳輸線進行饋電。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的導帶和地也印製於介質基板5的兩面，分別與饋電傳輸線2的導帶3和地4在陷波反射器的加載點9相連。
[0022]根據以上所述，便可實現本發明。
【權利要求】
1.一種陷波反射器的共面偶極子天線，其特徵在於該陷波反射器的共面偶極子天線包括兩片振子輻射貼片(I)、饋電傳輸線(2)、介質基板(5)和陷波反射器￠);振子輻射貼片(I)、饋電傳輸線(2)和陷波反射器(6)都在介質基板(5)上；兩片振子輻射貼片(I)的形狀是矩形，兩片振子輻射貼片(I)印製在介質基板(5)的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導帶(3)直接連接，另一片振子貼片經過金屬化接地過孔與介質基板(5)另一面的饋電傳輸線的地(4)在饋電傳輸線的末端(10)相連；陷波反射器(6)由兩段終端開路的微帶傳輸線(7)構成，微帶傳輸線(7)的導帶和地分別印製於介質基板(5)的兩面；陷波反射器加載點(9)位於饋電傳輸線(2)的輸入端(8)和末端(10)之間；在陷波反射器加載點(9)，兩段終端開路的微帶傳輸線(7)成對稱狀分別置於饋電傳輸線(2)的兩側，其伸展方向與振子輻射貼片(I)伸展的方向平行，微帶傳輸線(7)的導帶和地分別與饋電傳輸線(2)的導帶⑶和地⑷相連。
2.根據權利要求1所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特徵在於所述的饋電傳輸線(2)的地(4)的寬度在輸入端(8)最寬，然後逐漸變窄、在輸入端(8)和陷波反射器的加載點(9)之間變為和饋電傳輸線(2)的導帶(3) —樣的寬度。
3.根據權利要求1所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特徵在於所述的陷波反射器(6)的兩段微帶傳輸線(7)的長度相等，且其長度約為陷波波長的四分之一，以實現在某一陷波頻段內抑制天線的輻射。
4.根據權利要求1所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特徵在於所述的陷波反射器(6)的每段微帶傳輸線(7)的長度比振子輻射貼片(I)的長度要長，以實現反射器的作用；且陷波反射器的加載點(9)與饋電傳輸線的末端(10)之間的間距在約為四分之一工作波長附近進行調諧，以同時實現較佳反射器特性與匹配性能。
【文檔編號】H01Q19/10GK104300217SQ201410521296
【公開日】2015年1月21日 申請日期:2014年9月30日 優先權日:2014年9月30日
【發明者】劉蕾蕾, 陳駿馳 申請人:南京郵電大學