陷波反射器的共面偶極子天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)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(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)度相等的終端開路的微帶傳輸線(7)構(gòu)成，每段微帶傳輸線(7)的導(dǎo)帶和地在陷波反射器的加載點(diǎn)(9)分別與饋電傳輸線的導(dǎo)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(nèi)可作為反射器，提高天線增益，同時(shí)在低于工作頻段的陷波頻段內(nèi)可作為濾波器，抑制天線的輻射。
【專利說(shuō)明】陷波反射器的共面偶極子天線

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

【背景技術(shù)】
[0002]天線作為無(wú)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(wú)用或者有害信號(hào)，天線也會(huì)進(jìn)行無(wú)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(guò)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(wèn)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(wú)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(wèn)題:本發(fā)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(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一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(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(guò)金屬化接地過(guò)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；陷波反射器由兩段終端開路的微帶傳輸線構(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；陷波反射器加載點(diǎn)位于饋電傳輸線的輸入端和末端之間；在陷波反射器加載點(diǎn)，兩段終端開路的微帶傳輸線成對(duì)稱狀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，微帶傳輸線的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線的導(dǎo)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，然后逐漸變窄、在輸入端和陷波反射器的加載點(diǎn)之間變?yōu)楹宛侂妭鬏斁€的導(dǎo)帶一樣的寬度。
[0007]所述的陷波反射器的兩段微帶傳輸線的長(zhǎng)度相等，且其長(zhǎng)度約為陷波波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在某一陷波頻段內(nèi)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(zhǎng)度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陷波頻段，由于陷波反射器的兩段微帶傳輸線終端開路，且每段的長(zhǎng)度約為陷波波長(zhǎng)的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點(diǎn)，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(diǎn)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(hào)在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點(diǎn)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(zhǎng)度將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]形成陷波反射器的兩段微帶傳輸線的長(zhǎng)度決定了陷波特性對(duì)應(yīng)的工作頻率，因此，調(diào)整兩段微帶傳輸線的長(zhǎng)度，可以直接調(diào)節(jié)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(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率，陷波反射器的加載點(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。
[0013]有益效果:本發(fā)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(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(shuō)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，陷波反射器的加載點(diǎn)9，饋電傳輸線的末端10。

【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(shuō)明。
[0017]本發(fā)明所采用的技術(shù)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(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(guò)金屬化接地過(guò)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由兩段終端開路的微帶傳輸線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；陷波反射器加載點(diǎn)9位于饋電傳輸線2的輸入端8和末端10之間；在陷波反射器加載點(diǎn)9，兩段終端開路的微帶傳輸線7成對(duì)稱狀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，微帶傳輸線7的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線2的導(dǎo)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，然后逐漸變窄、在輸入端8和陷波反射器的加載點(diǎn)9之間變?yōu)楹宛侂妭鬏斁€2的導(dǎo)帶3 —樣的寬度。陷波反射器6的兩段微帶傳輸線7的長(zhǎng)度相等，且其長(zhǎng)度約為陷波波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在某一陷波頻段內(nèi)抑制天線的輻射。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的長(zhǎng)度比振子輻射貼片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]在低于工作頻率的陷波頻段，由于陷波反射器的兩段微帶傳輸線終端開路，且每段的長(zhǎng)度約為陷波波長(zhǎng)的四分之一，因此在饋電傳輸線上陷波反射器的加載點(diǎn)，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并聯(lián)后，此處總的輸入阻抗為零。此時(shí)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(hào)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(zhǎng)度大于四分之一工作波長(zhǎng)，即大于天線的振子輻射貼片的長(zhǎng)度，可以作用為反射器。
[0019]為同時(shí)保證陷波特性和反射特性，陷波反射器的長(zhǎng)度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(guò)調(diào)節(jié)陷波反射器每段微帶傳輸線的長(zhǎng)度進(jìn)行調(diào)節(jié)。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(guò)調(diào)節(jié)與天線振子輻射貼片之間的距離來(lái)調(diào)節(jié)，理論上當(dāng)二者之間的距離約為四分之一波長(zhǎng)時(shí)，天線增益將得到最大提高。
[0020]在結(jié)構(gòu)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(zhì)基板5和陷波反射器6組成，其中饋電傳輸線2的導(dǎo)帶3和地4分別印制于介質(zhì)基板5的兩面，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(guò)金屬化接地過(guò)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置于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(diǎn)9由兩段長(zhǎng)度相等的終端開路的微帶傳輸線7構(gòu)成，每段微帶傳輸線7的導(dǎo)帶和地分別印制于介質(zhì)基板5的兩面，且分別與饋電傳輸線2的導(dǎo)帶3和地4相連。雙線-微帶饋電傳輸線的導(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。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7的長(zhǎng)度較每片振子輻射貼片I的長(zhǎng)度要長(zhǎng)，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(shí)其長(zhǎng)度由陷波頻段的頻率，約為陷波頻率對(duì)應(yīng)波長(zhǎng)的四分之一 O
[0021]在制造上，該陷波反射器的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(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的每段微帶傳輸線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。兩片振子福射貼片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(guò)金屬化接地過(guò)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(guò)雙線-微帶饋電傳輸線進(jìn)行饋電。陷波反射器6的每段微帶傳輸線7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在陷波反射器的加載點(diǎn)9相連。
[0022]根據(jù)以上所述，便可實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種陷波反射器的共面偶極子天線，其特征在于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(zhì)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(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(guò)金屬化接地過(guò)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)由兩段終端開路的微帶傳輸線(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；陷波反射器加載點(diǎn)(9)位于饋電傳輸線(2)的輸入端(8)和末端(10)之間；在陷波反射器加載點(diǎn)(9)，兩段終端開路的微帶傳輸線(7)成對(duì)稱狀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，微帶傳輸線(7)的導(dǎo)帶和地分別與饋電傳輸線(2)的導(dǎo)帶⑶和地⑷相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特征在于所述的饋電傳輸線(2)的地(4)的寬度在輸入端(8)最寬，然后逐漸變窄、在輸入端(8)和陷波反射器的加載點(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所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特征在于所述的陷波反射器(6)的兩段微帶傳輸線(7)的長(zhǎng)度相等，且其長(zhǎng)度約為陷波波長(zhǎng)的四分之一，以實(shí)現(xiàn)在某一陷波頻段內(nèi)抑制天線的輻射。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陷波反射器的共面偶極子天線，其特征在于所述的陷波反射器(6)的每段微帶傳輸線(7)的長(zhǎng)度比振子輻射貼片(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)】H01Q19/10GK104300217SQ201410521296
【公開日】2015年1月21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】劉蕾蕾, 陳駿馳 申請(qǐng)人:南京郵電大學(xué)