雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線。該天線由振子輻射貼片（1）、饋電傳輸線（2）、介質(zhì)基板（5）和陷波反射器（6）組成，其中兩片振子輻射貼片印制于介質(zhì)基板（5）的同一面，分別與饋電傳輸線的導(dǎo)帶（3）和地（4）在傳輸線末端（10）相連。陷波反射器（6）由兩段長(zhǎng)度不等的終端開路的左邊微帶開路線（11）和右邊微帶開路線（12）構(gòu)成，其導(dǎo)帶和地在陷波反射器的第一加載點(diǎn)（9）和第二加載點(diǎn)（13）分別與饋電傳輸線的導(dǎo)帶（3）和地（4）相連。該天線的陷波反射器，在天線的工作頻段內(nèi)可提高天線增益，同時(shí)在低于工作頻段的兩個(gè)陷波頻段內(nèi)可作為濾波器，抑制天線的輻射。
【專利說明】雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種天線，尤其是一種雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，屬于天線制造的【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]天線作為無線通信系統(tǒng)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(hào)，對(duì)于落在其工作頻段內(nèi)的其他無用或者有害信號(hào)，天線也會(huì)進(jìn)行無差別的輻射或者接收。在某些情況下，這種情況會(huì)對(duì)天線收發(fā)系統(tǒng)造成較大的干擾，例如超外差式接收機(jī)中存在的鏡像頻率信號(hào)干擾。超外差式結(jié)構(gòu)由于具有較高的靈敏度和選擇性，其在現(xiàn)代通信系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)中具有廣泛的應(yīng)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(hào)中的鏡像頻率信號(hào)。這在一定程度上降低了系統(tǒng)的性能，加重了系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，同時(shí)增加了成本需求。具有陷波或者濾波特性的天線，能夠?qū)σ恍┨囟l段進(jìn)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(yōu)點(diǎn)，同時(shí)振子輻射貼片尺寸較小，在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛。但是其增益較低，不適用于某些增益需求高的場(chǎng)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明目的是提出一種雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，該天線的陷波反射器既具有寬帶反射器的作用，使得天線工作頻段內(nèi)的增益得到提高，同時(shí)還具有陷波特性，使得低于天線工作頻率的某兩個(gè)頻段的天線輻射得到抑制，而且天線結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸較小。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線包括兩片振子輻射貼片、饋電傳輸線、介質(zhì)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(zhì)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制在介質(zhì)基板的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導(dǎo)帶直接連接，另一片振子貼片經(jīng)過金屬化接地過孔與介質(zhì)基板另一面的饋電傳輸線的地在饋電傳輸線的末端相連；陷波反射器由兩段長(zhǎng)度不等、終端開路的左邊微帶開路線和右邊微帶開路線所組成的微帶傳輸線構(gòu)成；微帶傳輸線的導(dǎo)帶和地分別印制于介質(zhì)基板的兩面，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線分別置于饋電傳輸線的兩側(cè)，其伸展方向與振子輻射貼片伸展的方向平行；陷波反射器的第一加載點(diǎn)和陷波反射器的第二加載點(diǎn)均位于饋電傳輸線的輸入端和饋電傳輸線的末端之間，在陷波反射器的第一加載點(diǎn)，左邊微帶開路線的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線的導(dǎo)帶和饋電傳輸線的地相連，在陷波反射器的第二加載點(diǎn)，右邊微帶開路線的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線的導(dǎo)帶和饋電傳輸線的地相連。
[0006]所述的饋電傳輸線的地的寬度在饋電傳輸線的輸入端最寬，然后逐漸變窄、在饋電傳輸線的輸入端和陷波反射器的第一加載點(diǎn)之間變?yōu)楹宛侂妭鬏斁€的導(dǎo)帶一樣的寬度。
[0007]所述的左邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第一陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，右邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第二陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)陷波頻段內(nèi)抑制天線的輻射。
[0008]所述的微帶傳輸線的左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度均比振子輻射貼片的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)反射器的作用；且陷波反射器的第一加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距在約為四分之一最大工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，陷波反射器的第二加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距在約為四分之一最小工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較佳反射器特性與匹配性能。
[0009]在低于天線工作頻率的兩個(gè)陷波頻段，由于左邊微帶開路線和右邊微帶開路線均是終端開路，且左邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第一陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一、右邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第二陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的第一加載點(diǎn)和第二加載點(diǎn)，在兩個(gè)陷波頻段上，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的輸入阻抗分別為零，因此饋電傳輸線上陷波反射器的第一加載點(diǎn)和第二加載點(diǎn)處，總輸入阻抗分別為零。因此雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線在兩個(gè)陷波頻段等效為終端短路的傳輸線，天線的輸入信號(hào)在饋電傳輸線上被陷波反射器全反射回輸入端，從而抑制了這兩個(gè)頻段的天線輻射，形成陷波特性。在天線的工作頻段，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度均大于四分之一工作波長(zhǎng)，從而大于天線振子輻射貼片的長(zhǎng)度，因此陷波反射器可實(shí)現(xiàn)其反射器的特性，使得天線增益得到提高。
[0010]左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度決定了陷波特性對(duì)應(yīng)的工作頻率，因此，調(diào)整左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度，可以分別直接調(diào)節(jié)陷波反射器的兩個(gè)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(zhǎng)度決定，因此，調(diào)整振子輻射貼片的長(zhǎng)度，可以直接調(diào)節(jié)天線的工作頻率。
[0012]對(duì)應(yīng)于偶極子天線的工作頻段，陷波反射器的第一加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距大約為工作頻段低頻端的四分之一波長(zhǎng)，陷波反射器的第二加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距大約為工作頻段高頻端的四分之一波長(zhǎng)，這樣就展寬的工作帶寬，可以在較寬的頻帶內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)好的反射器性能和匹配性能。
[0013]有益效果:本發(fā)明的有益效果是，所提出的雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，其陷波反射器能夠在天線較寬的工作頻段內(nèi)作為反射器，提高天線的增益，同時(shí)陷波反射器還具有陷波作用，可以濾除兩個(gè)陷波頻段內(nèi)信號(hào)對(duì)天線的干擾，在陷波頻段內(nèi)天線的增益得到較強(qiáng)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(fā)明的結(jié)構(gòu)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(dǎo)帶3，饋電傳輸線的地4，介質(zhì)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,陷波反射器的第一加載點(diǎn)9，饋電傳輸線的末端10，左邊微帶開路線11，右邊微帶開路線12，陷波反射器的第二加載點(diǎn)13。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:雙頻陷波反射器的寬帶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(zhì)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(zhì)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印制在介質(zhì)基板5的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導(dǎo)帶3直接連接，另一片振子貼片經(jīng)過金屬化接地過孔與介質(zhì)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由兩段長(zhǎng)度不等、終端開路的左邊微帶開路線11和右邊微帶開路線12所組成的微帶傳輸線7構(gòu)成；微帶傳輸線7的導(dǎo)帶和地印制于介質(zhì)基板5的兩面，左邊微帶開路線11和右邊微帶開路線12分別置于饋電傳輸線2的兩側(cè)，其伸展方向與振子輻射貼片I伸展的方向平行；陷波反射器的第一加載點(diǎn)9和陷波反射器的第二加載點(diǎn)13均位于饋電傳輸線2的輸入端8和饋電傳輸線的末端10之間,在陷波反射器的第一加載點(diǎn)9,左邊微帶開路線11的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線2的導(dǎo)帶3和饋電傳輸線的地4相連，在陷波反射器的第二加載點(diǎn)13，右邊微帶開路線12的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線2的導(dǎo)帶3和饋電傳輸線的地4相連。饋電傳輸線2的地4的寬度在饋電傳輸線2的輸入端8最寬，然后逐漸變窄、在饋電傳輸線2的輸入端8和陷波反射器的第一加載點(diǎn)9之間變?yōu)楹宛侂妭鬏斁€2的導(dǎo)帶3 —樣的寬度。左邊微帶開路線11的長(zhǎng)度約為第一陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，右邊微帶開路線12的長(zhǎng)度約為第二陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)陷波頻段內(nèi)抑制天線的輻射。微帶傳輸線7的左邊微帶開路線11和右邊微帶開路線12的長(zhǎng)度均比振子輻射貼片I的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)反射器的作用；且陷波反射器的第一加載點(diǎn)9與饋電傳輸線的末端10之間的間距在約為四分之一最大工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，陷波反射器的第二加載點(diǎn)13與饋電傳輸線的末端10之間的間距在約為四分之一最小工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較佳反射器特性與匹配性能。
[0018]在低于天線工作頻率的兩個(gè)陷波頻段，由于左邊微帶開路線和右邊微帶開路線均是終端開路，且左邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第一陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一、右邊微帶開路線的長(zhǎng)度約為第二陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的第一加載點(diǎn)9和第二加載點(diǎn)13，在兩個(gè)陷波頻段上，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的輸入阻抗分別為零，因此饋電傳輸線上陷波反射器的第一加載點(diǎn)9和第二加載點(diǎn)13處，總輸入阻抗為零。因此雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線在兩個(gè)陷波頻段等效為終端短路的傳輸線，天線的輸入信號(hào)在饋電傳輸線上被陷波反射器全反射回輸入端，從而抑制了這兩個(gè)頻段的天線輻射，形成陷波特性。在天線的工作頻段，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度均大于四分之一工作波長(zhǎng)，從而大于天線振子輻射貼片的長(zhǎng)度，因此陷波反射器可實(shí)現(xiàn)其反射器的特性，使得天線增益得到提高，通過調(diào)整陷波反射器與振子輻射貼片之間的距離，即可得到最佳天線增益。
[0019]為同時(shí)保證陷波特性和反射特性，左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度均要大于天線振子輻射貼片的長(zhǎng)度，因此陷波頻率要低于天線工作頻率，同時(shí)陷波頻率的大小可通過調(diào)節(jié)陷波反射器左邊微帶開路線和右邊微帶開路線的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0020]對(duì)應(yīng)于偶極子天線的工作頻段，陷波反射器的第一加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距大約為工作頻段低頻端的四分之一波長(zhǎng)，陷波反射器的第二加載點(diǎn)與饋電傳輸線的末端之間的間距大約為工作頻段高頻端的四分之一波長(zhǎng)，這樣就展寬的工作帶寬，可以在較寬的頻帶內(nèi)同時(shí)實(shí)現(xiàn)好的反射器性能和匹配性能。
[0021]在結(jié)構(gòu)上，該雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線的饋電傳輸線的導(dǎo)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；在陷波反射器的第一加載點(diǎn)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(dǎo)帶3的寬度一致，形成雙線傳輸線，方便對(duì)振子輻射貼片I進(jìn)行饋電。饋電傳輸線的輸入端8和陷波反射器的第一加載點(diǎn)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。
[0022]在制造上，該雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線的制造工藝可以采用半導(dǎo)體工藝、陶瓷工藝、激光工藝或印刷電路工藝。該雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線由振子輻射貼片1、饋電傳輸線2、介質(zhì)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(dǎo)帶3和地4、以及陷波反射器6的微帶傳輸線7的導(dǎo)帶和地，皆由導(dǎo)電性能良好的導(dǎo)體材料構(gòu)成，印制于介質(zhì)基板5上。介質(zhì)基板5要使用損耗盡可能低的介質(zhì)材料。兩片振子輻射貼片I印制在介質(zhì)基板5的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導(dǎo)帶3直接連接，另一片振子貼片經(jīng)過金屬化接地過孔與介質(zhì)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，以便于通過雙線-微帶饋電傳輸線進(jìn)行饋電。陷波反射器6的微帶傳輸線7的左邊微帶開路線11和右邊微帶開路線12的導(dǎo)帶和地也印制于介質(zhì)基板5的兩面，分別與饋電傳輸線2的導(dǎo)帶3和地4在陷波反射器的第一加載點(diǎn)9和第二加載點(diǎn)13相連。
[0023]根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，其特征在于該雙頻陷波反射器的寬帶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(zhì)基板(5)和陷波反射器(6);振子輻射貼片(I)、饋電傳輸線(2)和陷波反射器(6)都在介質(zhì)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)印制在介質(zhì)基板(5)的同一面，一片振子輻射貼片與饋電傳輸線的導(dǎo)帶(3)直接連接，另一片振子貼片經(jīng)過金屬化接地過孔與介質(zhì)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)由兩段長(zhǎng)度不等、終端開路的左邊微帶開路線(11)和右邊微帶開路線(12)所組成的微帶傳輸線(7)構(gòu)成；微帶傳輸線(7)的導(dǎo)帶和地分別印制于介質(zhì)基板(5)的兩面，左邊微帶開路線(11)和右邊微帶開路線(12)分別置于饋電傳輸線(2)的兩側(cè)，其伸展方向與振子輻射貼片(I)伸展的方向平行；陷波反射器的第一加載點(diǎn)(9)和陷波反射器的第二加載點(diǎn)(13)均位于饋電傳輸線(2)的輸入端(8)和饋電傳輸線的末端(10)之間,在陷波反射器的第一加載點(diǎn)(9)，左邊微帶開路線(11)的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線(2)的導(dǎo)帶(3)和饋電傳輸線的地(4)相連，在陷波反射器的第二加載點(diǎn)(13)，右邊微帶開路線(12)的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線(2)的導(dǎo)帶(3)和饋電傳輸線的地(4)相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，其特征在于所述的饋電傳輸線(2)的地(4)的寬度在饋電傳輸線(2)的輸入端(8)最寬，然后逐漸變窄、在饋電傳輸線(2)的輸入端(8)和陷波反射器的第一加載點(diǎn)(9)之間變?yōu)楹宛侂妭鬏斁€(2)的導(dǎo)帶(3)—樣的寬度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，其特征在于所述的左邊微帶開路線(11)的長(zhǎng)度約為第一陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，右邊微帶開路線(12)的長(zhǎng)度約為第二陷波頻段波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在兩個(gè)陷波頻段內(nèi)抑制天線的輻射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙頻陷波反射器的寬帶共面偶極子天線，其特征在于所述的微帶傳輸線(7)的左邊微帶開路線(11)和右邊微帶開路線(12)的長(zhǎng)度均比振子輻射貼片(O的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，以實(shí)現(xiàn)反射器的作用；且陷波反射器的第一加載點(diǎn)(9)與饋電傳輸線的末端(10)之間的間距在約為四分之一最大工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，陷波反射器的第二加載點(diǎn)(13)與饋電傳輸線的末端(10)之間的間距在約為四分之一最小工作波長(zhǎng)附近進(jìn)行調(diào)諧，以同時(shí)實(shí)現(xiàn)較佳反射器特性與匹配性能。
【文檔編號(hào)】H01Q15/14GK104269639SQ201410517364
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】楊梅, 殷曉星, 趙洪新 申請(qǐng)人:東南大學(xué)