CN201975513U - 一种集成滤波器的超宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供的是一种集成滤波器的超宽带天线。它包括介质基板，设置在介质基板一面的辐射单元微带馈电结构，介质基板另一面设置部分地结构，辐射单元上有开口谐振环，微带线直接和辐射单元相连接。本实用新型涉及的天线有良好的宽频带特性和很好的全向辐射特性，且该天线集成互补开口谐振环滤波器，可以避免无线局域网通信和超宽带通信系统之间的干扰。该天线设计简单，紧凑，体积小，加工方便，成本低廉。可以使用在电子侦察，电子对抗等设备上。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种集成滤波器的超宽带天线，该天线可以用于接受和发射无线电波。
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，微带天线技术发展日新月异，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，甚至不会给无限局域网带来干扰，于是设计集成滤波器结构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，且很难实现设备的小型化，因此集成滤波器结构的超宽带天线是解决此问题的重要方法之一。同时现有解决该问题的天线存在一些缺点：(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。
传统的印刷超宽带天线主要是圆锥天线和印刷盘锥天线，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。文献“HarmonicControl For An Integrated Microstrip Antenna With Loaded Transmission Line，Shun-YunLin，Kuang-Chih Huang，and Jin-Sen Chen.Microwave And Optical Technology Letters，Vol.44，No.4，February，2005”，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。为了克服上述缺点，文献“Design of a 5.8-GHz Rectenna Incorporating a New PatchAntenna，Ching-Hong K.Chin，Quan Xue，Chi Hou Chan，IEEE Antennas And WirelessPropagation Letters，Vol.4，2005”，阐述了在共面波导馈电线上刻蚀滤波器的方法，来起到陷波的特性，但是体积仍然较大。文献“A miniaturized monopole antenna forultra-wide band applications with band-notch Filter，B.Ahmadi，R.Fara ji-Dana，IETMicrow.Antennas Propag.，2009，Vol.3，Iss.8，pp.12241231.”阐述了刻蚀U形槽和V形槽的带有陷波特性的超宽带天线，但是体积较大，且采用渐变馈电结构，造成结构复杂，设计和调试困难。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种带宽宽，辐射效率高，能降低对无线局域网和超宽带通信之间的电磁干扰的集成滤波器的超宽带天线。
本实用新型的目的是这样实现的：它包括介质基板，设置在介质基板一面的辐射单元微带馈电结构，介质基板另一面设置部分地结构，辐射单元上有开口谐振环，微带线直接和辐射单元相连接。
本实用新型还可以包括：
所述辐射单元为矩形贴片切角结构，所述开口谐振环为圆环形开口谐振环。
所述辐射单元为矩形贴片结构，所述开口谐振环为矩形开口谐振环。
所述部分地结构印刷在介质基板的另一面的微带馈电结构的下方的位置，且部分接地采用矩形切角结构。
本实用新型提供了一种带宽宽，辐射效率高，集成滤波器结构的超宽带天线，该天线可以使用在电子侦察，电子对抗等设备上，降低对无线局域网和超宽带通信之间的电磁干扰。
本实用新型属于平面印刷单极子天线，该天线印制在介质基板上，其辐射单元采用矩形贴片切角结构，有利于增加天线的带宽。所设计的集成滤波器结构的超宽带天线采用简单的微带馈电结构，这样直接采用边沿馈电，有利于降低天线的复杂性，便于调试和生产。在辐射单元上刻蚀一个开口谐振环结构，起到滤波器的作用，避免超宽带通信系统和已经使用的窄带系统之间的电磁干扰。该天线具有良好的阻抗带宽和滤波器特性，结构简单，因此大大增加了其适用范围。本实用新型采用印刷天线结构和微带馈电结构，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。
本实用新型与现有技术相比，具有显著的优点：本实用新型可以实现超宽带的阻抗带宽；本实用新型所设计的天线印刷在介质基板上两面，由矩形贴片辐射单元、微带馈电结构、部分地结构和刻蚀在辐射单元上的开口谐振环构成集成滤波器结构的超宽带天线；该天线直接采用微带边馈技术，有利于降低天线的复杂度，便于实际生产和调试；本实用新型所设计的天线集成滤波器结构，有效的减小系统的体积；该天线上刻蚀的集成滤波器，有效的降低超宽带通信给无线局域网(WLAN)之间的干扰；同时这样在系统设计中减少滤波器的使用数量，有利于提高系统的效能，从而提高系统的效率；本天线结构简单，紧凑，体积小，加工方便，成本低。
附图说明
图1为本实用新型实施实例1的基本结构示意图；
图2为图1的后视图；
图3为图1的左视图；
图4为本实用新型实施实例2的基本结构示意图；
图5为图2的后视图；
图6为图4的左视图。
具体实施方式
下面结合附图举例本对实用新型做更详细地描述：
实施实例1：
本实用新型的实例1如图1、图2和图3所示。它由介质基板1、辐射单元2、刻蚀在辐射单元上的开口谐振环3、微带馈电结构4、部分地结构5、6组成。该天线的微带馈电结构由一段50Ω的微带线实现，一段和辐射单元直接连接，一段和SMA内导体连接。SMA的外导体与印刷在背面的部分地连接。根据图1、2、3所示的天线结构，只要选择合适的尺寸，根据开口谐振环理论适当设计开口谐振环的尺寸，就能实现超宽带通信与已经存在的窄带系统之间的通信，比如超宽带通信与WLAN的电磁兼容，超宽带通信与X波段的电磁兼容。
实施实例2：
本实用新型实施实例2如图4、图5、图6所示，它由介质基板1、辐射单元2、刻蚀在辐射单元上的开口谐振环3、微带馈电结构4、部分地结构5组成。该天线的微带馈电结构由一段50Ω的微带线实现，一段和辐射单元直接连接，一段和SMA内导体连接。SMA的外导体与印刷在背面的部分地连接。根据图4、5、6所示的天线结构，只要选择合适的尺寸，根据开口谐振环理论适当设计开口谐振环的尺寸，就能实现超宽带通信与已经存在的窄带系统之间的通信，比如超宽带通信与WLAN的电磁兼容，超宽带通信与X波段的电磁兼容。
本实用新型还可以包括：
1、采用圆形或者是阶状变化结构辐射单元构成的印刷单极子天线结构。
2、采用矩形结构构成的开口谐振环结构代替本实用新型的圆环形开口谐振环结构。
3、部分地采用适当的加载技术和调节技术的结构实现形式。
4、微带馈电结构的微带线采用渐变线结构。
虽然本实用新型以较佳实施实例公开如上，但它们并不是用来限定实用新型，任何熟悉此技艺者，在不脱离本实用新型之精神和范围内，自当可做各种变化和润饰，因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求保护范围所界定的为准。
Claims (4)
1.一种集成滤波器的超宽带天线，它包括介质基板，设置在介质基板一面的辐射单元微带馈电结构，其特征是：介质基板另一面设置部分地结构，辐射单元上有开口谐振环，微带线直接和辐射单元相连接。
2.根据权利要求1所述的一种集成滤波器的超宽带天线，其特征是：所述辐射单元为矩形贴片切角结构，所述开口谐振环为圆环形开口谐振环。
3.根据权利要求1所述的一种集成滤波器的超宽带天线，其特征是：所述辐射单元为矩形贴片结构，所述开口谐振环为矩形开口谐振环。
4.根据权利要求1、2或3所述的一种集成滤波器的超宽带天线，其特征是：所述部分地结构印刷在介质基板的另一面的微带馈电结构的下方的位置，且部分接地采用矩形切角结构。
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Publications (1)
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