一種新型的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型設(shè)計一種天線，具體涉及基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，在輻射單元兩側(cè)加入螺旋環(huán)諧振器，以實(shí)現(xiàn)陷波特性且不退化超寬頻天線性能(S參數(shù)小于-1OdB)的目的。
【背景技術(shù)】
[0002]超寬帶(UWB)天線被廣泛應(yīng)用在通信系統(tǒng)的商業(yè)和軍事領(lǐng)域，因為它具有低成本，體積小，容易制造的特性。并且該結(jié)構(gòu)可以通過照相技術(shù)制作，有較好的極化特性，因此該技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在超寬帶天線的設(shè)計和相關(guān)的微波電路元器件的設(shè)計中。
[0003]目前的超寬帶通信所占用的頻帶為3.1GHz到10.6GHz，它和無線局域網(wǎng)(5.15GHz-5.825GHz)有共用的部分，因此需要設(shè)計的天線能夠降低給無線局域網(wǎng)帶來干擾，設(shè)計具有陷波特性的超寬帶天線成為目前研宄的熱點(diǎn)。如果沒有適當(dāng)?shù)脑O(shè)計來抑制諧波共振和寄生發(fā)射，天線將對附近的設(shè)備產(chǎn)生電磁干擾，危及系統(tǒng)本身和鄰近的系統(tǒng)的正常工作，特別是對目前使用的局域網(wǎng)系統(tǒng)造成干擾。添加濾波器是最常使用的解決此類問題的方法，但往往會造成天線和微波電路不匹配，甚至降低系統(tǒng)的整體效能，因此設(shè)計具有陷波特性的共面波導(dǎo)超寬帶天線是解決此問題的重要方法之一，同時解決目前天線的結(jié)構(gòu)和工藝比較復(fù)雜的問題。
[0004]多年來，為了克服各種超寬頻天線相互干涉的問題，主要采用在貼片和地面上開各種形狀的槽。如今幾個研宄小組試圖通過超材料諧振器，比如開口環(huán)諧振器(SRR)結(jié)構(gòu)來達(dá)到目的。超材料諧振器可認(rèn)為是具有很高Q值的電小諧振器，它已經(jīng)被用于在特定頻段構(gòu)建尖銳陷波或通帶的濾波器上，螺旋環(huán)諧振器(SLR)的結(jié)構(gòu)與SRR不同，但基本機(jī)制是相同的。
[0005]說明內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，體積小巧，帶寬較寬的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，該天線可以使用在電子偵查、電子對抗等軍事設(shè)備和民用設(shè)備上，降低對WLAN(5.15?5.825GHz)頻段通信的干擾。
[0007]本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案是:
[0008]一種新型的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:包括介質(zhì)基板，輻射單元，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線，共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器，所述的輻射單元、共面波導(dǎo)信號饋電帶線、共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線從介質(zhì)基板邊緣引向輻射單元并與其連接，兩片共面波導(dǎo)接地面分別固定于共面波導(dǎo)信號饋電微帶線兩側(cè)且與微帶線有間隙，兩個螺旋環(huán)諧振器位于輻射單元的兩側(cè)且與輻射單元有間隙。
[0009]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的介質(zhì)基板是是邊長為38mm的正方形結(jié)構(gòu)，厚度為0.812mm，相對介電常數(shù)為3.38。
[0010]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的福射單元為外半徑為10.5mm,內(nèi)徑為7_的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形內(nèi)部有由兩個寬度為1_的矩形構(gòu)成的十字形，兩矩形的中心都在圓心上，短邊在圓環(huán)上，且都與介質(zhì)基板邊緣線平行。
[0011]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)信號饋電微帶線寬度為2.84mm。
[0012]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)接地面由兩片在靠近微帶線處的上角處有邊長為1.5mm的正方形缺口的長方形結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)成。
[0013]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)接地面分別位于微帶線的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)完全一致，底邊與介質(zhì)基板邊緣線重合，且距微帶線0.27mm。
[0014]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的螺旋環(huán)諧振器是由寬度為0.4mm的長度不同的長方形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)7次構(gòu)成，底邊與介質(zhì)基板邊緣線平行且距輻射單元最短距離為0.1mm，兩個螺旋環(huán)諧振器的結(jié)構(gòu)由參數(shù)U、L2, L3決定，U、L2、L3的值分別為 3.3mm、0.4mm，0.7mm。
[0015]所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的螺旋環(huán)諧振器的中心與輻射單元中心連線與介質(zhì)基板邊緣線平行。
[0016]有益效果:
[0017](I)本實(shí)用新型天線單層印制電路板工藝即可實(shí)現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，體積小巧，加工方便，成本低，且具有良好的阻抗帶寬和陷波特性，增加了其適用范圍。
[0018](2)本實(shí)用新型所述的在輻射單元兩側(cè)放置螺旋環(huán)諧振器，通過調(diào)整和優(yōu)化螺旋環(huán)諧振器的尺寸和位置，可調(diào)整陷波頻率，實(shí)現(xiàn)超寬帶通信與互擾通信系統(tǒng)相互兼容協(xié)同通信，省去了濾波器的設(shè)計，降低了設(shè)計成本和系統(tǒng)的復(fù)雜性，同時提高了系統(tǒng)的整體性能，縮小了整體體積。
[0019](3)本實(shí)用新型所設(shè)計的天線采用共面波導(dǎo)，印刷在介質(zhì)基板同一面上，有利于與微波集成電路集成，所涉及的天線可以根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行自行改進(jìn)，設(shè)置輻射單元的尺寸、共面波導(dǎo)接地面與輻射單元之間的距離等，來改善天線的性能。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線的結(jié)構(gòu)側(cè)視圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線的結(jié)構(gòu)主視圖；
[0023]圖4為本實(shí)用新型所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線的螺旋環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]如圖1所示，一種新型的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其組成包括:介質(zhì)基板(I)，輻射單元(2)，共面波導(dǎo)信號饋電帶線(4)，共面波導(dǎo)接地面
(5)，螺旋環(huán)諧振器(3)，所述的輻射單元、共面波導(dǎo)信號饋電帶線、共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線從介質(zhì)基板邊緣引向輻射單元并與其連接，兩片共面波導(dǎo)接地面分別固定于共面波導(dǎo)信號饋電微帶線兩側(cè)且與微帶線有間隙，兩個螺旋環(huán)諧振器位于輻射單元的兩側(cè)且與輻射單元有間隙。
[0025]所述的介質(zhì)基板是是邊長為38mm的正方形結(jié)構(gòu)，厚度為0.812mm，相對介電常數(shù)為3.38，介質(zhì)基板上所有結(jié)構(gòu)關(guān)于介質(zhì)基板的中軸線左右完全對稱。
[0026]所述的福射單元為外半徑為10.5mm，內(nèi)徑為7mm的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形內(nèi)部有由兩個寬度為Imm的矩形構(gòu)成的十字形，兩矩形的中心都在圓心上，短邊在圓環(huán)上，且都與介質(zhì)基板邊緣線平行。
[0027]所述的共面波導(dǎo)信號饋電微帶線寬度為2.84mm，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線從介質(zhì)基板邊緣引向福射單元并與其連接，長度為9.1_，特征阻抗50 Ω。
[0028]所述的共面波導(dǎo)接地面分別位于微帶線的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)完全一致，由兩片在靠近微帶線處的上角有正方形缺口的長方形結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)成，長方形結(jié)構(gòu)的兩條邊與介質(zhì)基板邊緣線重合，長邊與介質(zhì)基板底邊重合，距微帶線0.27mm，短邊與介質(zhì)基板側(cè)邊重合，長度為8.8mm,正方形缺口的邊長1.5mm。
[0029]所述的螺旋環(huán)諧振器的中心與輻射單元中心連線與介質(zhì)基板邊緣線平行，螺旋環(huán)諧振器是由寬度為0.4mm的不同邊長的長方形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)7次構(gòu)成，每個長方形與另一個的重疊部分為邊長是0.4mm的正方形。最長邊長的長方形的邊長為3.3mm，相鄰長方形之間的間隔為0.4mm，最短的長方形邊長為1.4mm，其中0.4mm與另一個長方形重合，且距福射單元最短距離為 0.1mm，即如圖 4 所不，L1= 3.3mm，L 2= 0.4mm, L 3= 0.7mm。
【主權(quán)項】
1.一種新型的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:包括介質(zhì)基板，輻射單元，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線，共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器，所述的輻射單元、共面波導(dǎo)信號饋電帶線、共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線從介質(zhì)基板邊緣引向輻射單元并與其連接，兩片共面波導(dǎo)接地面分別固定于共面波導(dǎo)信號饋電微帶線兩側(cè)且與微帶線有間隙，兩個螺旋環(huán)諧振器位于輻射單元的兩側(cè)且與輻射單元有間隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的介質(zhì)基板是是邊長為38mm的正方形結(jié)構(gòu)，厚度為0.812mm，相對介電常數(shù)為3.38。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的福射單元為外半徑為10.5mm,內(nèi)徑為7_的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，圓環(huán)形內(nèi)部有由兩個寬度為Imm的矩形構(gòu)成的十字形，兩矩形的中心都在圓心上，短邊在圓環(huán)上，且都與介質(zhì)基板邊緣線平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)信號饋電微帶線寬度為2.84mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)接地面分別位于微帶線的兩側(cè)，結(jié)構(gòu)完全一致，底邊與介質(zhì)基板邊緣線重合，且距微帶線0.27mm。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的共面波導(dǎo)接地面由兩片在靠近微帶線處的上角處有邊長為1.5mm的正方形缺口的長方形結(jié)構(gòu)金屬構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的螺旋環(huán)諧振器是由寬度為0.4_的長度不同的長方形結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)7次構(gòu)成，底邊與介質(zhì)基板邊緣線平行且距輻射單元最短距離為0.1mm，兩個螺旋環(huán)諧振器的結(jié)構(gòu)由參數(shù) L0 L2> L3決定，L 丨、L2、L3的值分別為 3.3mm、0.4mm，0.7mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其特征是:所述的螺旋環(huán)諧振器的中心與輻射單元中心連線與介質(zhì)基板邊緣線平行。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種新型的基于螺旋環(huán)諧振器的具有十字形的環(huán)形陷波超寬帶天線，其組成包括：介質(zhì)基板(1)，輻射單元(2)，共面波導(dǎo)信號饋電帶線(4)，共面波導(dǎo)接地面(5)，螺旋環(huán)諧振器(3)，所述的輻射單元、共面波導(dǎo)信號饋電帶線、共面波導(dǎo)接地面，螺旋環(huán)諧振器印刷在介質(zhì)基板上表面，所述的輻射單元位于介質(zhì)基板的中部，共面波導(dǎo)信號饋電微帶線從介質(zhì)基板邊緣引向輻射單元并與其連接，兩片共面波導(dǎo)接地面分別固定于共面波導(dǎo)信號饋電微帶線兩側(cè)且與微帶線有間隙，兩個螺旋環(huán)諧振器位于輻射單元的兩側(cè)且與輻射單元有間隙。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)緊湊，尺寸小巧，通過調(diào)整和優(yōu)化螺旋環(huán)諧振器的尺寸和位置，可調(diào)整陷波頻率，解決超寬帶通信系統(tǒng)同頻干擾的問題。
【IPC分類】H01Q1-38, H01Q5-321, H01Q1-36
【公開號】CN204333227
【申請?zhí)枴緾N201420805393
【發(fā)明人】曹小東, 孫照清, 張?zhí)m超
【申請人】哈爾濱飛羽科技有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請日】2014年12月17日