【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于超宽带天线，具体涉及陷波超宽带天线，尤其是涉及一种具有六陷波结构的超宽带天线及其设计方法。
技术介绍
1、超宽带(uwb)技术具有低成本、数据传输速率高、超宽频带等优点，是极具发展前景的热门技术之一。目前超宽带频段范围内存在许多窄带系统的通信频段，例如全球微波互联网wimax(2.5-2.69ghz、3.3-3.8ghz)、无线局域网wlan(2.4-2.484ghz、5.15-5.825ghz)、国际卫星波段(4.5-4.8ghz)、卫星x波段(7.25-7.75ghz)、国际电信联盟itu(8.01-8.5ghz)等，窄带通信系统与超宽带系统的带宽的重叠会带来系统之间的潜在干扰。
2、陷波超宽带天线可以有效抑制超宽带系统与窄带通信系统之间的潜在干扰。陷波结构主要通过改变天线结构来影响天线上的电流分布，类似于增加一个带阻滤波器或者谐振器，相应频率下的电流主要集中在陷波结构处，结构两边的电流反向，产生的电场相互抵消，从而破坏天线的辐射特性。由于超宽带天线的基板尺寸有限，不能加入过多陷波结构。同时，不同陷波结构之间具有互耦作用，随着陷波结构的增多，陷波结构的间距减小，耦合作用增强，在调整实现所需多个频段的陷波时，难度很大，因此当前大多文献提出的陷波天线以二陷波、三陷波和四陷波为主。
3、图1为已知的一种六陷波天线结构，其陷波功能由射面上刻蚀的一个椭圆形和一个圆形开口槽，以及设置在馈线旁的四个u形寄生支节实现。图2为另外一种已知的六陷波天线结构，其通过在辐射贴片上添加一个t形枝节、一个弯枝节、开
技术实现思路
1、本专利技术的第1方面，公开了一种具有陷波结构的超宽带天线，包括：
2、介质基板；
3、圆形辐射贴片，设置在所述介质基板的上表面；
4、馈线，设置在所述介质基板的上表面，并与所述圆形辐射贴片连接；
5、接地板，设置在所述介质基板的下表面；以及
6、陷波结构；其中，所述陷波结构包括：
7、第一谐振环和第二谐振环，均为开设在所述圆形辐射贴片上的开口圆环结构，所述开口圆环结构与所述圆形辐射贴片共圆心且开口方向朝向所述馈线的馈电端口；
8、第三谐振环，设置在所述馈线的一侧，为开口方形环结构，其开口方向背向所述馈线；
9、c型枝节，设置在所述馈线的另一侧，其开口方向背向所述馈线；
10、倒u形寄生条带，设置在所述介质基板的下表面的非接地区域，与所述圆形辐射贴片位置正对，且开口方向朝向所述馈线的馈电端口；
11、倒u形槽，开设在所述接地板上，与所述馈线位置正对，且开口方向朝向所述馈线的馈电端口。
12、在一个实施例中，所述圆形辐射贴片中心设有正六边形镂空区域，该正六边形镂空区域的顶点朝向所述馈线，所述第一谐振环、所述第二谐振环环绕在所述正六边形镂空区域的径向外围。
13、在一个实施例中，所述开口圆环结构的开口为圆弧形，所述第一谐振环的半径小于所述第二谐振环的半径，所述第一谐振环的开口圆弧中心角大于所述第二谐振环的开口圆弧中心角。
14、在一个实施例中，所述倒u形槽的两个边槽沿所述馈线的电流线方向开槽，以形成不破坏电流通路的无辐射槽；所述倒u形槽的底槽垂直于所述馈线的电流线开槽，以形成切断电流通路的强辐射槽。
15、在一个实施例中，所述倒u形寄生条带的长度等于使所述超宽带天线发生谐振的频率对应的波长的一半。
16、在一个实施例中，所述第一谐振环、所述第二谐振环、所述第三谐振环、所述c型枝节、所述倒u形寄生条带、所述倒u形槽分别在3.46ghz、2.56ghz、7.42ghz、8.28ghz、4.74ghz和5.5ghz处产生陷波。
17、本专利技术的第2方面，公开了一种具有陷波结构的超宽带天线的设计方法，包括：
18、步骤1、确定介质基板的参数；
19、步骤2、确定铺设在所述介质基板上的圆形辐射贴片、馈线和接地板的参数；
20、步骤3、确定谐波结构的参数，包括依次执行以下步骤：
21、步骤31、对倒u形寄生条带的设计参数进行优化；
22、步骤32、对互耦的c形枝节、第三谐振环两个陷波结构的设计参数进行优化，包括：先对第三谐振环的设计参数进行优化，在确定其参数取值后，对c形枝节的设计参数进行优化；
23、步骤33、对具有互耦作用的第一谐振环、第二谐振环、倒u形槽三个陷波结构的设计参数进行优化，包括：在确定第一谐振环的设计参数之后，先对倒u形槽的设计参数进行优化，最后再对第二谐振环的设计参数进行优化。
24、在一个实施例中，所述步骤31包括：根据扫频分析结果选取陷波频段覆盖效果最优的l31取值；其中，l31表示倒u形寄生条带沿平行于馈线方向的长度。
25、在一个实施例中，所述步骤32中，所述对第三谐振环的设计参数进行优化，包括：根据扫频分析结果选取陷波频段吻合最优的l22取值；其中，l22表示第三谐振环沿垂直于馈线方向的边宽；所述对c形枝节的设计参数进行优化，包括：根据扫频分析结果选取陷波频段吻合最优的l11或l13取值；其中，l11、l13分别表示c形枝节与馈线垂直的第一水平枝节、第二水平枝节的长度。
26、在一个实施例中，所述步骤33中，在对第二谐振环进行设计参数优化时，按照对初始半径以预定步进增加，对初始开口以预设步进减小，对初始槽宽以预设步进减小的优化步骤进行设计参数优化，以实现长半径、小开口、窄槽宽的结构。
27、本专利技术降低了天线尺寸及制作成本，从而降低了超宽带系统的复杂度，使其便于集成，既抑制了窄带系统的潜在干扰，又保证了通信传输质量，降低了信号传输成本，有效解决了不同电磁场合下超宽带天线的应用问题。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种具有陷波结构的超宽带天线，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述圆形辐射贴片中心设有正六边形镂空区域，该正六边形镂空区域的顶点朝向所述馈线，所述第一谐振环、所述第二谐振环环绕在所述正六边形镂空区域的径向外围。
3.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述开口圆环结构的开口为圆弧形，所述第一谐振环的半径小于所述第二谐振环的半径，所述第一谐振环的开口圆弧中心角大于所述第二谐振环的开口圆弧中心角。
4.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述倒U形槽的两个边槽沿所述馈线的电流线方向开槽，以形成不破坏电流通路的无辐射槽；所述倒U形槽的底槽垂直于所述馈线的电流线开槽，以形成切断电流通路的强辐射槽。
5.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述倒U形寄生条带的长度等于使所述超宽带天线发生谐振的频率对应的波长的一半。
6.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述第一谐振环、所述第二谐振环、所述第三谐振环、所述C型枝节、所述倒U形寄生条带、所述倒U形槽分别在3.4
7.一种根据权利要求1所述的超宽带天线的设计方法，其特征在于，该方法包括：
8.根据权利要求7所述的超宽带天线的设计方法，其特征在于，所述步骤31包括：根据扫频分析结果选取陷波频段覆盖效果最优的L31取值；其中，L31表示倒U形寄生条带沿平行于馈线方向的长度。
9.根据权利要求7所述的超宽带天线的设计方法，其特征在于，所述步骤32中，所述对第三谐振环的设计参数进行优化，包括：根据扫频分析结果选取陷波频段吻合最优的L22取值；其中，L22表示第三谐振环沿垂直于馈线方向的边宽；所述对C形枝节的设计参数进行优化，包括：根据扫频分析结果选取陷波频段吻合最优的L11或L13取值；其中，L11、L13分别表示C形枝节与馈线垂直的第一水平枝节、第二水平枝节的长度。
10.根据权利要求7所述的超宽带天线的设计方法，其特征在于，所述步骤33中，在对第二谐振环进行设计参数优化时，按照对初始半径以预定步进增加，对初始开口以预设步进减小，对初始槽宽以预设步进减小的优化步骤进行设计参数优化，以实现长半径、小开口、窄槽宽的结构。
...【技术特征摘要】
1.一种具有陷波结构的超宽带天线，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述圆形辐射贴片中心设有正六边形镂空区域，该正六边形镂空区域的顶点朝向所述馈线，所述第一谐振环、所述第二谐振环环绕在所述正六边形镂空区域的径向外围。
3.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述开口圆环结构的开口为圆弧形，所述第一谐振环的半径小于所述第二谐振环的半径，所述第一谐振环的开口圆弧中心角大于所述第二谐振环的开口圆弧中心角。
4.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述倒u形槽的两个边槽沿所述馈线的电流线方向开槽，以形成不破坏电流通路的无辐射槽；所述倒u形槽的底槽垂直于所述馈线的电流线开槽，以形成切断电流通路的强辐射槽。
5.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述倒u形寄生条带的长度等于使所述超宽带天线发生谐振的频率对应的波长的一半。
6.根据权利要求1所述的超宽带天线，其特征在于，所述第一谐振环、所述第二谐振环、所述第三谐振环、所述c型枝节、所述倒u形寄生条带、所述倒u形槽分别在3.46ghz、2.56ghz、7.42...
【专利技术属性】
技术研发人员：李雨笑，刘汉，朱璇，姜水桥，康国钦，廖晓闽，李有，张璐婕，夏雷，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。