本发明专利技术公开了一种具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，包括介质基板、辐射贴片、微带馈线和截短接地板，所述辐射贴片和微带馈线均印制在所述介质基板的正面，所述截短接地板印制在所述介质基板的背面；所述辐射贴片为采用正方形和椭圆形迭代嵌套的三阶分形结构：微带馈线与所述辐射贴片的底部相连接。辐射贴片和馈线的组合拓宽了天线的带宽，通过在微带馈线和截短接地板开槽的方式产生阻带，有效滤除不同窄带信号的干扰，实现了超宽带系统与其他窄带通信系统的相互兼容协同通信；通过在开槽处添加射频PIN管实现无陷波，单陷波，双陷波的自由切换，具有结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强的优点，在通带频段内具有全向辐射特性。在通带频段内具有全向辐射特性。在通带频段内具有全向辐射特性。
【技术实现步骤摘要】
一种具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线
[0001]本专利技术属于无线通讯的
，尤其涉及一种具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线。
技术介绍
[0002]随着5G时代的到来，无线通信技术的发展越来越得到重视，超宽带天线越来越成为研究的热门话题，超宽带天线的定义是由美国联邦通信委员会(Federal Communications Commission，FCC)在2002年提出来的，将3.1～10.6GHz的频段划分到民用的通信领域，从此超宽带天线凭借剖面薄，体积小，重量轻等特点大量应用在通信领域中，又凭借着具有平面结构，可以做成与导弹，卫星等载体表面共性的特点大量应用在军事领域中。目前国内所设计的小型化天线大多是采用高介电常数的材料，加载技术，曲流技术，分形技术来实现的。超宽带天线则是用渐变结构，多层耦合馈电技术，分形技术来实现。由此可见分形技术在小型化超宽带天线的设计中尤为重要。分形最早是1975年由Mandelbrot系统的提出来的，分形结构的优点就是它具有自相似性，通过一阶一阶的迭代可以生成复杂的图形。由于分形结构的出现，实现了在一定的范围内，天线电长度的增加，导致辐射电阻也随之增加，进而降低了谐振频率，实现了天线的小型化和超宽带的特性。
[0003]因为超宽天线具有很宽的工作带宽，但是其中也包含了许多窄带通信带宽，这些窄带通信带宽会对超宽带天线的正常工作带来强烈的影响，因此Schantz H G首先提出了陷波天线的设计，陷波天线就是在天线正常的工作频段内，去除掉会影响工作的窄带频段，目前国内常用的陷波方法有挖槽法，寄生单元法，添加枝节法。其中挖槽法具有在不增加天线尺寸的情况下还能简单有效的进行陷波的技术。同时，为了提高天线带宽的利用率，D.Schaubert在1983年首次提出了天线可重构的概念，通过可重构技术，使得原有的陷波天线可以实现自由选择陷波的功能，极大的提高了天线的利用率。传统的可重构方式是在超宽带系统中引入多个滤波器，但这不仅增大了天线的尺寸也增加了制作的难度，另一种简单的方法就是在超宽带系统中加入射频二极管。例如参考文献“E.Erfani，J.Nourinia，C.Ghobadi，M.Niroo
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Jazi and T.A.Denidni，"Design and Implementation of an Integrated UWB/Reconfigurable
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Slot Antenna for Cognitive Radio Applications，"in IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters，vol.11，pp.77
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80，2012，doi:10.1109/LAWP.2011.2182631”中提出一种新的用于认知无线电应用的平面超宽带可重构陷波天线，通过在陷波处加入射频二极管，来实现陷波的自由控制，天线的尺寸为36*40mm2，但该天线仅仅滤除一个WLAN一个频段窄带信号的干扰且物理尺寸较大。又如文献“王彦，赵建平，徐娟.基于超宽带的可重构5G天线设计[J].通信技术，2019，52(10):2538
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2542”文章中提出了一款具有可重构特性的双陷波可重构超宽带天线，天线采用外接两个滤波器来实现可重构特性，但是该天线的尺寸为46*48*0.787mm3，天线的尺寸过大，不易于集成。
[0004]再如专利名称为陷波可重构的超宽带差分天线、申请号CN201710586471.9的中国
专利，提出了一种陷波可重构的超宽带差分天线，该天线由三个矩形组成，通带带宽范围为3.9
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9.8GHz，可以实现中心频率为5.5GHz陷波的可重构，天线的带宽只达到超宽带天线的78.6％，且只有一个陷波可重构，应用范围比较窄。
技术实现思路
[0005]基于以上现有技术的不足，本专利技术所解决的技术问题在于提供一种结构简单、尺寸小、性能稳定的具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，能滤除并且可重构不同窄带信号的干扰。
[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，包括介质基板、辐射贴片、微带馈线、截短接地板和可重构陷波单元，所述辐射贴片和微带馈线均印制在所述介质基板的正面，所述截短接地板印制在所述介质基板的背面；所述辐射贴片为采用正方形和椭圆形迭代嵌套的三阶分形结构，并在其四周切去有三角形切角；所述微带馈线包括从下到上依次相连的矩形贴片、第一梯形贴片和第二梯形贴片；所述微带馈线处于所述辐射贴片的底部正下方；所述截短接地板的四周具有四个正方形切角；所述可重构陷波单元包含嵌套刻在所述微带馈线上的第一倒U形窄缝隙和嵌套刻在所述截短接地板上的第二倒U形窄缝隙。
[0007]由上，采用正方形和椭圆形迭代嵌套的三阶分形结构作为辐射贴片，实现了超宽带天线的小型化，能滤除不同窄带信号的干扰，实现了超宽带系统与其他窄带通信系统的相互兼容协同通信。本专利技术具有小型化、结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强等优点。
[0008]作为上述技术方案的优选实施方式，本专利技术实施例提供的具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线进一步包括下列技术特征的部分或全部：
[0009]可选的，所述可重构陷波单元还包含两个射频PIN管，其中一个射频PIN管跨接在所述第一倒U形窄缝隙的中心位置，另一个射频PIN管跨接在所述第二倒U形窄缝隙的中心位置。
[0010]由上，通过设置截短接地板的开槽和设置微带馈线开槽的方式产生阻带，能滤除不同窄带信号的干扰；通过在截短接地板开槽和设置微带馈线开槽处加入PIN管，能实现无陷波，单陷波，双陷波的自由切换，实现了超宽带系统与其他窄带通信系统的相互兼容协同通信；具有小型化、结构简单、辐射特性好、抗干扰能力强等优点。
[0011]可选的，所述截短接地板上设有一矩形开槽，该矩形开槽位于截短接地板的中上部，并位于所述微带馈线的正下方，所述矩形开槽的长度为8.7mm，宽度为2.9mm；所述截短接地板的正方形切角的边长为3.1mm。
[0012]可选的，所述微带馈线为特性阻抗为50Ω的微带馈线，所述第二梯形贴片的上边长为1mm，其下边长为1.3mm，高为1mm；所述第一梯形贴片的上边长为1.3mm，其下边长为2.5mm，高为1mm；所述矩形贴片的长度为12mm，其宽度为2.5mm。
[0013]可选的，所述辐射贴片的三角形切角的水平长度为3mm，所述三角形切角的竖直长度为3mm。
[0014]可选的，所述第一倒U形窄缝隙由微带馈线的顶部向下延伸，所述第一倒U形窄缝隙的缝隙宽度为0.2mm。所述第二倒U形窄缝隙由截短接地板的顶部向下延伸，该第二倒U形窄缝隙的缝隙宽度为0.2mm。
[0015]进一步的，所述介质基板的厚度为1.6mm，介质基板的长度和宽度分别为32mm和16mm。
[0016]由上，本专利技术的具有可重构特性的双陷波分形超本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，包括介质基板(10)、辐射贴片(20)、微带馈线(30)、截短接地板(40)和可重构陷波单元(50)，其特征在于：所述辐射贴片(20)和微带馈线(30)均印制在所述介质基板(10)的正面，所述截短接地板(40)印制在所述介质基板(10)的背面；所述辐射贴片(20)为采用正方形和椭圆形迭代嵌套的三阶分形结构，并在其四周切去有三角形切角(34)；所述微带馈线(30)包括从下到上依次相连的矩形贴片(35)、第一梯形贴片(33)和第二梯形贴片(32)；所述微带馈线(30)处于所述辐射贴片(20)的底部正下方；所述截短接地板(40)的四周具有四个正方形切角(41)；所述可重构陷波单元(50)包含嵌套刻在所述微带馈线(30)上的第一倒U形窄缝隙(31)和嵌套刻在所述截短接地板(40)上的第二倒U形窄缝隙(43)。2.如权利要求1所述的具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，其特征在于：所述可重构陷波单元(50)还包含两个射频PIN管，其中一个射频PIN管(51)跨接在所述第一倒U形窄缝隙(31)的中心位置，另一个射频PIN管(52)跨接在所述第二倒U形窄缝隙(43)的中心位置。3.如权利要求1所述的具有可重构特性的双陷波分形超宽带天线，其特征在于：所述截短接地板(40)上设有一矩形开槽(42)，该矩形开槽(42)位于截短接地板(40)的中上部，并位于所述微带馈线...
【专利技术属性】
技术研发人员：高明明，王俊，南敬昌，宋杨，王纪禹，杨鹏举，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：
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