一种集成窄带和超宽带的认知无线电天线制造技术

本实用新型专利技术的目的在于提供一种集成窄带和超宽带的认知无线电天线，包括介质基板、辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线、共面波导馈电结构；辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线印刷在介质基板上，共面波导馈电信号带线位于共面波导接地面的内部且分布于基板的两端，在共面波导接地面上刻蚀宽槽结构，辐射单元位于宽槽结构的内部，共面波导馈电信号带线通过阶状馈电线与辐射单元连接；由辐射单元、宽槽结构、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线和共面波导接地面构成共面波导馈电结构。本实用新型专利技术可提供一种带宽宽，辐射效率高能实现超宽带通信和窄带重构通信的一种无线电天线。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及的是一种平面印刷板天线，特别是涉及一种集成窄带和超宽带的认知无线电天线。
技术介绍
随着无线通信技术的飞速发展，人们对无线通信的依赖越来越强，特别是移动通信技术在我国的成功运营以来，人们深深的体验到无限通信的方便性和及时性，特别是3G移动通信运营以来，多种协议(GSM, CDMA, CDMA2000, WCDMA, TDSCDMA)出现共存的局面，且移动终端用户空前增加，这在几年前是无法想象的。随之带来了很多问题，如6GHz以下频率使用很拥挤，各种体制和协议共存。但是要满足多体制和多用户的协同工作，必须要求设备的硬件升级，但是对硬件的重新设计，会给运营商和服务商的带来很多不便，同时会增加运营成本。所以采用软升级的方法，不但能有效的节约成本，同时能为用户提供高质量的通信·服务，还可以延长无线通信系统的生存寿命。因此，无线通信的运营商和服务商越来越关注经得起时间考验的无线通信系统，而不是像现在的通信系统，随着技术的发展，需要不断的更新系统设备，软件无线电就是在这样的背景下提出的。软件无线电采用固定不变的硬件平台，通过软件重构(升级)来实现灵活多变的通信体制和通信功能的无线电系统。但是射频前端是无限通信的重要组成部分，特别是天线的设计，一副高性能的天线不仅能弥补无线通信的不足，同时能实现高性能的通信，能兼顾目前的通信协议，而且还可以实现多系统之间的协同通信。文献“杨小牛，从软件无线电到认知无线电，走向终极无线电一无线通信发展展望，中国电子科学研究院学报，3(1)，ppl-7，2008”指出无线通信的主要特点是信号通过空间的电磁波进行传播，因此必然占有一定的频谱，而频谱资源是有限，且对目前的软件无线电，认知无线电进行了分析和阐述。文中指出目前的频谱资源的管理主要是采用通用的授权的非授权两种管理体制，对于授权的频段，非授权用户是不能随意使用。因此在某个频段授权后严重降低了频谱资源的利用效率，而在非授权的频段内则新号非常拥挤，如2. 4GHz频段内存在，ISM，WLAN，WiFi等多种通信协议，使得在此这些非授权使用的频段内存在许多协议的信号，导致信息阻塞严重。为了解决在目前的通信中频谱资源的紧张和频谱利用的不均衡性，基于软件无线电的认知无线电概念是一种具有频谱感知的能力的智能化软件无线电，认知无线电不仅能感知周围的电磁环境，寻找频谱资源的空穴，并且能通过通信协议和算法将通信双方的信号参数调整到最佳的状态。正因为认知无线电不仅具有通信功能，而且还需具备频谱探测能力，具备多功能特征，借助于软件无线电的来实现。因此研究软件无线电的研究成为热门的课题。但是目前的研究主要集中在功率控制，频谱检测，频谱的分配算法以及结合自由组网技术实现上，很少有人关心射频前端的研究。除此之外，现代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，各种各样的超宽带天线相继问世，特别是采用微带技术的印刷板天线，该结构可以通过照相或者光刻技术制作，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。作为认知无线电的重要组成部分之一的天线，认知无线电系统的天线需要有以下特点该天线能感知频谱；能实现重构通信；能重构频谱。因此研究认知无线电天线是目前研究的热点和难点之一。国内外的专家学者相继提出一系列的结构。文献“M. Manteghi, “Aswitch-band antenna for softwaredefined radio applications, ^IEEE Antennas Wireless and PropagationLetters, vol. 8，pp. 3 - 5, 2009. ”介绍一种可以调节的窄带倒F形天线。该天线的结构较大，且在重构时的设计复杂，且不能满足宽带通信的需求。于是文献“K. R. Boyle etal. , “ReconfigurabIe antennas for SDR and cognitive radio,，，in Proc. 2nd Eur. Conf. Antennas Propag. , pp. I - 6, 2007. ”提出一些宽带的天线,来满足宽带通信的需求，但是这个天线的结构复杂。文献“Y. Tawk and C. G. Christodoulou, A new reconfigurableantenna design for cognitive radio, IEEE Antennas Wireless and PropagationLetters, 8, pp. 1378 - 1381, 2009. ”提出了有效的设计用于认知无线电的重构天线,该天线能有效的感知信道的信息，通过采用旋转的结构来实现重构和感知，并且保证二者在工作时的隔离度满足需求。作者将感知和重构进行集成设计，并且集成在同一介质上，该设计有效的降低天线的设计尺寸和设计空间，同时能够满足认知无线电的通信需求。首先作者主要设计一款超宽带天线作为感知使用，然后设计一个三角形单极子天线作为窄带重构通信天线，最后把二者集成在一起制作在同一种介质上，作为认知无线电天线使用。该结构新颖，能很好的实现上述的三项技术指标，但是该天线的体积仍然比较大，不能满足系统的小型化设计需求。但是该天线存在以下缺陷设计复杂，需要旋转来实现重构通信，窄带和宽带的隔离度相对较低，结构复杂，不利于集成化设计和小型化设计。为了进一步的设计实用简单的认知无线电天线，文献“J. R. Kelly, P. S. Hall, P.Gardner andF. ghanem, Integrated narrow/band-notched UffB antenna, ElectronicsLetters, 46 (12)，pp. 814-816，2010. ” 和文献 “F. Ghanem, P. S. Hall and J. R. Kelly,J.Doe, “Two port frequency reconfigurabIe antenna for cognitiveradios” , Electronics Letters, vol. 45, 2009, pp. 534-536. ” 米用宽带天线和窄带天线集成的方法设计认知无线电天线，但是这两种天线采用过孔技术，不利于实际的设计和操作，且结构想多不较复杂。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种带宽宽，辐射效率高能实现超宽带通信和窄带重构通信的一种集成窄带和超宽带的认知无线电天线。本技术的目的是这样实现的包括介质基板、辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线、共面波导馈电结构；辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线印刷在介质基板上，共面波导馈电信号带线I和共面波导馈电信号带线II分别位于共面波导接地面的内部且分布于基板的两端，共面波导馈电信号带线的中线与水平方向垂直，在共面波导接地面上刻蚀宽槽结构I和宽槽结构II，辐射单元II位于宽槽结构II的内部，辐射单元II与共面波导馈电信号带线I本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成窄带和超宽带的认知无线电天线，包括介质基板、辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线、共面波导馈电结构，其特征是：辐射单元、宽槽结构、共面波导接地面、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线印刷在介质基板上，共面波导馈电信号带线Ⅰ和共面波导馈电信号带线Ⅱ分别位于共面波导接地面的内部且分布于基板的两端，共面波导馈电信号带线的中线与水平方向垂直，在共面波导接地面上刻蚀宽槽结构Ⅰ和宽槽结构Ⅱ，辐射单元Ⅱ位于宽槽结构Ⅱ的内部，辐射单元Ⅱ与共面波导馈电信号带线Ⅱ相连的边与水平方向平行，辐射单元Ⅰ位于宽槽结构Ⅰ的内部，辐射单元Ⅰ的底边与水平方向平行，共面波导馈电信号带线Ⅰ通过阶状馈电线与辐射单元Ⅰ连接，共面波导馈电信号带线Ⅱ直接和辐射单元Ⅱ连接；窄带天线由辐射单元Ⅰ、宽槽结构Ⅰ、阶状馈电线、共面波导馈电信号带线Ⅰ和共面波导接地面构成共面波导馈电结构Ⅰ；超宽带天线由宽槽结构Ⅱ，辐射单元Ⅱ，共面波导馈电信号带线Ⅱ和共面波导接地面构成共面波导馈电结构Ⅱ。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李迎松，李文兴，刘乘源，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：实用新型
国别省市：