CN202839954U

CN202839954U - 带有寄生元的陷波超宽带天线

Info

Publication number: CN202839954U
Application number: CN 201220573781
Authority: CN
Inventors: 王世刚; 李迎松; 毕军; 伍一; 董璐; 王大勇
Original assignee: Heilongjiang University
Current assignee: Heilongjiang University
Priority date: 2012-11-04
Filing date: 2012-11-04
Publication date: 2013-03-27
Anticipated expiration: 2022-11-04

Abstract

带有寄生元的陷波超宽带天线 。目前的大多数陷波天线主要依靠在天线的辐射单元和接地面上刻蚀各种各样的槽实现陷波，这些槽会泄露电磁波，对周围的电子器件和系统设备造成干扰。本产品组成包括： 介质基板 （ 6 ） ，所述的介质基板复合有共面波导接地面（2）、辐射单元 （ 3 ） 、共面波导馈电信号带线（5）、L形寄生元（4），所述的辐射单元连接所述的共面波导馈电信号带线，矩形槽 （ 1 ）开在所述的介质基板的上部，所述的共面波导接地面围绕在所述的辐射单元和所述的共面波导馈电信号带线的周围，两个对称的所述的L形寄生元刻蚀在所述的介质基板的背面。 本产品用 于 电子侦察、电子对抗等军事设备和民用设备上。

Description

带有寄生元的陷波超宽带天线

技术领域：

本实用新型涉及一种带有寄生元的陷波超宽带天线。

背景技术：

由于无线电通信设备和电子信息设备朝着多功能化，小型化，超宽带以及与周围环境友好协调的方向发展，这使得宽频带，小型化，高增益成为国内外研究的热点课题之一。近年来，不需要钻孔和易于集成的共面波导结构日新月异，并且该结构可以通过照相技术制作，并且有较好的极化特性，因此该技术已经应用在超宽带天线的设计和相关的微波电路元器件的设计中。然而目前的超宽带通信所占的频带和无线局域网有共用的部分，因此需要设计的天线能够降低，甚至不会给无线局域网带来干扰，因此设计带有陷波特性的超宽带天线成为目前研究的热点。如果没有适当的设计来抑制谐波共振和寄生发射，这样的天线将对附近的设备产生电磁干扰，危及系统本身和邻近系统的正常工作，特别是对目前使用的无线局域网系统造成严重的干扰。因此添加滤波器是最常使用的方法，在系统完成之后在天线单元和射频组件之间添加合适的滤波器来解决。通常这种方法会造成天线与微波电路不匹配，甚至减低系统的整体效能，因此设计带有陷波特性的超宽带天线是解决此问题的重要方法之一。同时解决现有天线的一些缺点：（1）目前所设计的天线的结构和工艺比较复杂，因此设计结构简单的天线成为现阶段研究的热点。（2）目前大多数超宽带天线，在系统集成时通常需要钻孔，使用电抗元件等方式和射频前端连接，因此增加系统的复杂性，降低了系统的效能，不能满足小型化的需求。（3）目前的大多数陷波天线主要依靠在天线的辐射单元和接地面上刻蚀各种各样的槽实现陷波，这些槽会泄露电磁波，对周围的电子器件和系统设备造成干扰。

传统的印刷超宽带天线主要是圆锥天线，印刷盘锥天线和套筒天线，为了减小体积，中国专利“一款超宽带阶梯地板印刷单极子天线，申请编号2005100242288.7”阐述了一种基于阶梯型接地板和椭圆形辐射单元的超宽带天线。但是仍不能克服目前的电磁干扰问题。现有技术中提出一种利用周期结构抑制谐波，但是体积较大，且结构复杂。现有技术中也提出采用调谐棒的陷波超宽带天线，该天线的调谐棒受矩形槽的限制，不能满足全频段陷波的设计。

发明内容：

本实用新型的目的是提供一种带有寄生元的陷波超宽带天线，能够实现超宽带和窄带系统之间的协同工作，降低对无线局域网和X波段的电磁干扰。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种带有寄生元的陷波超宽带天线，其组成包括：介质基板，所述的介质基板复合有共面波导接地面、辐射单元、共面波导馈电信号带线、L形寄生元，所述的辐射单元连接所述的共面波导馈电信号带线，矩形槽开在所述的介质基板的上部，所述的共面波导接地面围绕在所述的辐射单元和所述的共面波导馈电信号带线的周围，两个对称的所述的L形寄生元刻蚀在所述的介质基板的背面。

所述的带有寄生元的陷波超宽带天线，所述的辐射单元为矩形贴片、圆形贴片和钻石形贴片，所述的辐射单元为上下方向的宽度比左右方向的宽度大。

所述的带有寄生元的陷波超宽带天线，所述的介质基板的介电常数是2-9.8，所述的介质基板的介电损耗正切角小于10的-3次方,所述的介质基板尺寸的大小和共面波导接地面尺寸的大小相同，所述的共面波导接地面采用环形结构。

有益效果：

1. 本实用新型采用矩形贴片，便于设计和调试，可以实现超宽带的阻抗带宽，矩形槽是在共面波导接地面上挖去一个矩形，构成矩形槽结构，该矩形槽的长和宽可以调节，来调整天线的阻抗带宽。

本实用新型的两个对称的L形寄生元，不仅可以克服传统的刻槽带来的电磁波泄漏，而且可以提供陷波特性；可以通过调整两个对称的L形寄生元的长度和宽度，以及其相应的位置，可以实现陷波中心频率和陷波带宽的调节；其两个对称的L形寄生元位于介质基板的背面，避免了在辐射单元上刻蚀各种各样的槽引起的电磁波的辐射，有利于电磁兼容的设计。

本实用新型所涉及的天线结构简单、工作带宽比较宽，便于批量生产，且成本低廉。同时能避免因陷波带来的电磁干扰。

本实用新型所设计的天线印刷在介质基板上两面，采用共面波导馈电结构和共面波导接地面上的矩形槽组成，不仅有利于天线阻抗带宽的设计，而且还有利于与微波集成电路集成。

本实用新型采用共面波导接地面包围辐射单元，有利于减低电磁干扰；采用共面波导馈电结构，便于展宽阻抗带宽；在辐射单元的下面符合两个对称的L形寄生元，省去滤波器的设计，降低设计成本和系统的复杂性，同时提高系统的整体效能，也缩小了整体体积。

本实用新型具有良好的阻抗带宽和陷波特性，结构简单，因此大大增加了其适用范围；同时可以通过控制两个对称的L形寄生元的尺寸，控制陷波频率的谐振频率和谐振带宽，从而实现可调整陷波设计；本产品采用印刷天线结构和共面波导结构，大大降低了天线体积，且比较容易和射频前端微波集成电路集成。

附图说明：

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是附图1的右视图。

具体实施方式：

实施例1：

一种带有寄生元的陷波超宽带天线，其组成包括：介质基板6，所述的介质基板复合有共面波导接地面2、辐射单元3、共面波导馈电信号带线5、L形寄生元4，所述的辐射单元连接所述的共面波导馈电信号带线，矩形槽1开在所述的介质基板的上部，所述的共面波导接地面围绕在所述的辐射单元和所述的共面波导馈电信号带线的周围，两个对称的所述的L形寄生元刻蚀在所述的介质基板的背面。

实施例2：

上述的带有寄生元的陷波超宽带天线，所述的辐射单元为矩形贴片、圆形贴片和钻石形贴片，所述的辐射单元为上下方向的宽度比左右方向的宽度大。

实施例3：

上述的带有寄生元的陷波超宽带天线，所述的介质基板的介电常数是2-9.8，所述的介质基板的介电损耗正切角小于10的-3次方,所述的介质基板尺寸的大小和共面波导接地面尺寸的大小相同，所述的共面波导接地面采用环形结构。

实施例4：

上述的带有寄生元的陷波超宽带天线，共面波导馈电的单极子天线，该天线印制在介质基板上，其辐射单元为圆形辐射贴片，采用共面波导馈电结构，同时在圆形辐射单元的下面印刷一对U形寄生元，不仅能产生陷波，并且可以控制这对U形寄生元的尺寸，进而控制天线的陷波频率和带宽。由于使用的是一对对称的U形寄生元，可以保持方向图的对称性，便于阵列设计和实际的应用。这对U形寄生元产生的陷波，类似于一个滤波器，可以抑制不需要的信号和寄生辐射，进而实现较好的电磁兼容设计。

实施例5：

上述的一种带有寄生元的陷波超宽带天线，所述的介质基板、辐射单元、共面波导馈电信号带线、矩形槽和共面波导接地面组成；在没有两个对称的L形寄生元和一对对称的U形寄生元的时候，该天线可以做为一副超宽带天线，该天线的共面波导馈电信号带线的下端与SMA内导体连接。SMA的外导体与共面波导接地板连接。只要选择合适的尺寸，就能满足其超宽带工作特性。

Claims

1.一种带有寄生元的陷波超宽带天线，其组成包括：介质基板，其特征是：所述的介质基板复合有共面波导接地面、辐射单元、共面波导馈电信号带线、L形寄生元，所述的辐射单元连接所述的共面波导馈电信号带线，矩形槽开在所述的介质基板的上部，所述的共面波导接地面围绕在所述的辐射单元和所述的共面波导馈电信号带线的周围，两个对称的所述的L形寄生元刻蚀在所述的介质基板的背面。

2.根据权利要求1所述的带有寄生元的陷波超宽带天线，其特征是：所述的辐射单元为矩形贴片、圆形贴片和钻石形贴片，所述的辐射单元为上下方向的宽度比左右方向的宽度大。

3.根据权利要求1或2所述的带有寄生元的陷波超宽带天线，其特征是：所述的介质基板的介电常数是2-9.8，所述的介质基板的介电损耗正切角小于10的-3次方,所述的介质基板尺寸的大小和共面波导接地面尺寸的大小相同，所述的共面波导接地面采用环形结构。