一种陷波可控超宽带天线制造技术

本发明专利技术属于通信系统中的天线技术领域，具体涉及一种陷波可控超宽带天线。包括微带馈线、辐射单元、介质基板、接地板；微带馈线、辐射单元为上层，介质基板为中间层位于微带馈线、辐射单元的下方，接地板为下层位于介质基板的下方；在辐射单元上开设有开路缝隙和开口谐振环,且开路缝隙从辐射单元的右侧边缘延伸至辐射单元内；在所述接地板开设有第一开口谐振环、第二开口谐振环；在所述开路缝隙和开口谐振环上分别加载第一PIN二极管和第二PIN二极管；在所述第一开口谐振环和第二开口谐振环上分别加载第三PIN二极管和第四PIN二极管。本发明专利技术能够实现超宽带、单频带陷波、双频带陷波和三频带陷波，结构简单，适用于超宽带无线通信系统。

A trap controlled ultra wideband antenna

The invention belongs to the field of antenna technology in the communication system, in particular to a trap controlled ultra wideband antenna. Including a microstrip feed line, radiating element, dielectric substrate, ground floor; microstrip feeder and the radiating elements for the upper, medium below the substrate for the intermediate layer located in the microstrip feed line, radiation unit, ground floor is located below the lower substrate; the radiating element is arranged on the open slit and split ring resonators, and open the gap from the right the edge radiation unit extends to the radiation unit; on the ground floor is provided with a first resonator, second split ring resonator; in the open slot and split ring resonators are loaded first PIN diode and second diode PIN; in the first split ring resonator and second split ring resonators were loaded with third PIN fourth diode and PIN diode. The invention can realize ultra wideband, single band notch, dual band notch and tri band notch, simple structure, suitable for broadband wireless communication system Yu Chao.

【技术实现步骤摘要】
一种陷波可控超宽带天线
本专利技术属于通信系统中的天线
，具体涉及一种陷波可控超宽带天线。
技术介绍
超宽带技术具有成本低、数据传输率高、抗干扰能力强等优点，自从2002年美国联邦通信委员会将3.1-10.6GHz频段应用于商业领域以来，超宽带技术成为短距离无线通信领域的研究热点。在超宽带通信系统频段内，存在一些窄带无线通信系统，如WiMAX频段(3.3-3.6GHz)，C波段(3.7-4.2GHz)，WLAN频段(5.15-5.35GHz,5.725-5.825GHz)以及ITU频段(8.025-8.4GHz)，这些窄带系统与超宽带通信系统间相互干扰。为了减小超宽带通信系统与窄带通信系统间的干扰问题，同时根据实际应用环境的需求实时改变超宽带天线的陷波频段，陷波可控超宽带天线获得了广泛关注。近年来，国内外学者提出了多种陷波可控超宽带天线，但是它们共同的特点是天线只能实现单频带陷波或者双频带陷波，如何设计出多频带陷波可控的超宽带天线是一个仍然有待于解决的技术难题。因此，研究陷波可控超宽带天线是解决超宽带通信系统与多个窄带通信系统间干扰技术难题的有效途径。
技术实现思路
本专利技术的目的解决目前超宽带通信系统与多个窄带通信系统间的干扰技术问题，提供一种结构简单的陷波可控超宽带天线。为实现上述目的，本专利技术所采取的技术方案是：一种陷波可控超宽带天线，包括微带馈线、辐射单元、介质基板、接地板；所述微带馈线、辐射单元为上层，所述介质基板为中间层位于微带馈线、辐射单元的下方，所述接地板为下层位于介质基板的下方；所述辐射单元位于微带馈线的上方，所述辐射单元为切角的矩形贴片，在所述辐射单元上开设有开路缝隙和开口谐振环，且所述开路缝隙从辐射单元的右侧边缘延伸至辐射单元内；所述开口谐振环位于开路缝隙的下方，并且以接地板的一条中心线为轴对称；所述接地板为开槽和切角的缺陷地结构，在所述接地板的一条中心线两侧背靠背对称开设有第一开口谐振环、第二开口谐振环；在所述开路缝隙和开口谐振环上分别加载第一PIN二极管和第二PIN二极管；在所述第一开口谐振环和第二开口谐振环上分别加载第三PIN二极管和第四PIN二极管。优选地，所述辐射单元上开路缝隙和开口谐振环的长度分别对应于WiMAX陷波频率的四分之一导波波长和WLAN陷波频率的二分之一导波波长；所述接地板上第一开口谐振环和第二开口谐振环的长度对应于ITU陷波频率的二分之一导波波长。优选地，所述介质基板采用介电常数为4.4，厚度为1.6mm的FR4的介质基板优选地，所述微带馈线长度为14mm，宽度为3mm。优选地，所述矩形贴片的辐射单元的尺寸为16mm×16mm，切角部分尺寸为3mm×2mm；优选地，所述接地板的尺寸为30mm×12.5mm，开槽尺寸为3.5mm×2mm，切角的两个直角边长度分别为4mm和7mm。本专利技术中所述辐射单元切角以及接地板开槽和切角，有助于改善天线的阻抗带宽；在辐射单元的开路缝隙、开口谐振环及接地板的两个开口谐振环上分别加载第一、第二、第三和第四PIN二极管，通过控制二极管的不同组合状态，天线能实现超宽带、三个单频带陷波、三个双频带陷波以一个三频带陷波共8种工作模式。在四个PIN二极管都导通的情况下，天线工作在超宽带模式，记为state1；当只有第一PIN二极管断开时，天线在WiMAX频段的3.3-3.6GHz具有陷波特性，记为state2；当只有第二PIN二极管断开时，天线在WLAN频段的5.15-5.825GHz具有陷波特性，记为state3；当只有第三和第四PIN二极管断开时，天线在ITU频段的8.025-8.4GHz具有陷波特性，记为state4；当只有第三和第四PIN二极管导通时，天线陷波频段覆盖了WiMAX频段的3.3-3.6GHz和WLAN频段的5.15-5.825GHz，记为state5；当只有第二PIN二极管导通时，天线陷波频段覆盖了WiMAX频段的3.3-3.6GHz和ITU频段的8.025-8.4GHz，记为state6；当只有第一PIN二极管导通时，天线陷波频段覆盖了WLAN频段的5.15-5.825GHz和ITU频段的8.025-8.4GHz，记为state7；当四个PIN二极管都断开时，天线陷波频段覆盖了WiMAX频段的3.3-3.6GHz、WLAN频段的5.15-5.825GHz以及ITU频段的8.025-8.4GHz，记为state8。因此，与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：(1)辐射单元切角以及缺陷地结构，可以增加阻抗带宽，改善频段内的阻抗匹配；(2)通过控制PIN二极管的状态，天线可以实现单频带陷波、双频带陷波和三频带陷波，为解决超宽带通信系统与多个窄带通信系统间的干扰技术难题提供行之有效的解决途径；同时利用PIN二极管的通断状态形成不同的电流路径，实现陷波频率可重构。(3)天线结构简单，成本低，实用价值高，并目可以和目前的窄带通信系统同时工作而互不干扰。附图说明：图1为本专利技术所述陷波可控超宽带天线的主视图。图2为本专利技术所述陷波可控超宽带天线的后视图。图3为本专利技术所述陷波可控超宽带天线state1-state4工作模式的电压驻波比曲线。图4为本专利技术所述陷波可控超宽带天线state5-state8工作模式的电压驻波比曲线。图5为本专利技术所述陷波可控超宽带天线工作在5GHz的归一化辐射方向图。图6为本专利技术所述陷波可控超宽带天线工作在7GHz的归一化辐射方向图。图7为本专利技术所述陷波可控超宽带天线工作在9GHz的归一化辐射方向图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的实施方式作详细说明：如附图1、图2所示，一种陷波可控超宽带天线，包括微带馈线1、辐射单元2、介质基板3、接地板4；所述微带馈线1、辐射单元2为上层，所述介质基板3为中间层位于微带馈线1、辐射单元2的下方，所述辐射单元2位于微带馈线1的上方，所述接地板4为下层位于介质基板3的下方；所述辐射单元2为切角的矩形贴片，在所述辐射单元2上开设有开路缝隙5和开口谐振环6，且所述开路缝隙5从辐射单元2的右侧边缘延伸至辐射单元2内；所述开口谐振环6位于开路缝隙5的下方，并且以接地板4的一条中心线为轴对称；所述接地板4为开槽和切角的缺陷地结构，在所述接地板4的一条中心线两侧背靠背对称开设有第一开口谐振环、第二开口谐振环；在所述开路缝隙5和开口谐振环6上分别加载第一PIN二极管8-1和第二PIN二极管8-2；在所述第一开口谐振环和第二开口谐振环上分别加载第三PIN二极管8-3和第四PIN二极管8-4。本实施例中所述辐射单元上开路缝隙5和开口谐振环6的长度分别对应于WiMAX陷波频率的四分之一导波波长和WLAN陷波频率的二分之一导波波长；所述接地板4上第一开口谐振环7-1和第二开口谐振环7-2的长度对应于ITU陷波频率的二分之一导波波长。本实施例所述介质基板3采用介电常数为4.4，厚度为1.6mm的FR4的介质基板本实施例所述微带馈线1长度为14mm，宽度为3mm。本实施例所述矩形贴片的辐射单元2的尺寸为16mm×16mm，切角部分尺寸为3mm×2mm；本实施例所述接地板4的尺寸为30mm×12.5mm，开槽尺寸为3.5mm×2mm，切角的两个直角边长度分别为4mm和7mm。如图3、4所示出了本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陷波可控超宽带天线，其特征是，包括微带馈线(1)、辐射单元(2)、介质基板(3)、接地板(4)；所述微带馈线(1)、辐射单元(2)为上层，所述介质基板(3)为中间层位于微带馈线(1)、辐射单元(2)的下方，所述接地板(4)为下层位于介质基板(3)的下方；所述辐射单元(2)位于微带馈线(1)的上方，所述辐射单元(2)为切角的矩形贴片，在所述辐射单元(2)上开设有开路缝隙(5)和开口谐振环(6)，且所述开路缝隙(5)从辐射单元(2)的右侧边缘延伸至辐射单元(2)内；所述开口谐振环(6)位于开路缝隙(5)的下方，并且以接地板(4)的一条中心线为轴对称；所述接地板(4)为开槽和切角的缺陷地结构，在所述接地板(4)的一条中心线两侧背靠背对称开设有第一开口谐振环(7‑1)、第二开口谐振环(7‑2)；在所述开路缝隙(5)和开口谐振环(6)上分别加载第一PIN二极管(8‑1)和第二PIN二极管(8‑2)；在所述第一开口谐振环(7‑1)和第二开口谐振环(7‑2)上分别加载第三PIN二极管(8‑3)和第四PIN二极管(8‑4)。

【技术特征摘要】
1.一种陷波可控超宽带天线，其特征是，包括微带馈线(1)、辐射单元(2)、介质基板(3)、接地板(4)；所述微带馈线(1)、辐射单元(2)为上层，所述介质基板(3)为中间层位于微带馈线(1)、辐射单元(2)的下方，所述接地板(4)为下层位于介质基板(3)的下方；所述辐射单元(2)位于微带馈线(1)的上方，所述辐射单元(2)为切角的矩形贴片，在所述辐射单元(2)上开设有开路缝隙(5)和开口谐振环(6)，且所述开路缝隙(5)从辐射单元(2)的右侧边缘延伸至辐射单元(2)内；所述开口谐振环(6)位于开路缝隙(5)的下方，并且以接地板(4)的一条中心线为轴对称；所述接地板(4)为开槽和切角的缺陷地结构，在所述接地板(4)的一条中心线两侧背靠背对称开设有第一开口谐振环(7-1)、第二开口谐振环(7-2)；在所述开路缝隙(5)和开口谐振环(6)上分别加载第一PIN二极管(8-1)和第二PIN二极管(8-2)；在所述第一开口谐振环(7-1)和第二开口谐振环(7-2)上分别加载第三PIN二极管(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩丽萍，韩国瑞，成根，张文梅，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：发明
国别省市：山西,14