[实用新型]带反射零点的带陷超宽带天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，更具体地涉及带反射零点的带陷超宽带天线。

背景技术

当前，个人局域网(PAN)被视为未来第四代无线通信系统的核心。其中超宽带(UWB)技术由于抗干扰能力强、传输速率极快、系统容量大、功率消耗低和造价低廉而成为个人局域网实现的重要手段。由于UWB技术未经电信管理部门注册，而美国联邦通信委员会(FCC)所定义的工作的频带属于共享频带，其中包含已经注册的系统频带，如WLAN802.11a即是一例。为避免不必要的法律纠纷，现行的UWB系统往往需要采用滤波结构以抑制对已授权的系统的干扰。对UWB天线加带陷结构即成为一种重要的解决方案。

在现有的带陷UWB天线中，天线反射系数的阻带带宽不能控制，而实际中由于UWB系统的发射功率极低，即使是发射脉冲时瞬时功率也不过1W，而过宽又不必要的阻带会造成发射功率的不必要的浪费，因此对UWB天线阻带的控制就显得十分的重要了。由于工作频段为3.1-10.6GHz的UWB通信系统开发将随着第四代无线通信业务的来临而变得紧迫，而UWB系统作为一种未经注册的无线通信系统，在与占据相同的固定频段的已注册无线通信系统的纠纷间将处于不利地位；另一方面对发射功率的过度浪费也可能导致UWB系统更为复杂。为此阻带可控的UWB带陷天线的研发变得不可或缺。

目前国外对超宽带天线陷波结构的研究开展，还主要是集中在对天线辐射结构加槽实现的。该法产生的阻带带内性能优越，往往峰值驻波比可达50以上，而且加工比较方便，适于廉价推广。但是这一方法所产生的阻带过渡带往往非常宽，以驻波比2为标准时往往超过1GHz，而且其中低于驻波比值3的频段就经常宽达0.5GHz，而高于驻波比10的频段则往往在400MHz以内，作为窄带滤波结构非常地不经济，容易造成本来就紧张的脉冲功率进一步的不必要的衰减。

这其中比较有代表性的是INTEL无线通信实验室Seong-Youp Suh等人开发的共面波导接入的帆船天线、J.KIM开发的双谐振环槽矩面天线、都柏林技术研究所的X.L.Bao开发的H槽矩面天线、Hany M.Zamel的加槽矩面天线等等。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在上述不足，提供带反射零点的带陷超宽带天线。其具有发射和接收脉冲电磁信号的能力，可作为PAN移动通信中的个人终端天线使用。

对天线加带阻结构的其中一个主要途径是加λ/4开路线以实现陷波，一般采用开槽工艺。对特定频率，由于对应电长度λ/4的开槽而使得该频段的电流在槽的两侧边缘反相，从而实现带阻。现有的这一陷波结构虽然能产生比较好的阻带特性和通带特性，但是其阻带过宽，而且不可控制。本实用新型利用传输线等效原理，在带阻桩与圆单极子连接的对称节点附近插入两段对应不同频率的并联λ/4开路线(以下简称带通桩)，从而实现λ/4开路线匹配法的应用，即在所需要的频率处产生反射零点，以此实现对阻带带宽的控制。本实用新型具体通过如下技术方案实现：

一种带反射零点的带陷超宽带天线，包括一个圆单极子、圆单极子微带线馈线、地板、介质基板，圆单极子紧贴于介质基板的一面上，圆单极子微带线馈线与圆单极子连接且处于同一平面上，地板位于介质基板的另一面上且正对圆单极子微带线馈线，该UWB天线还包括由两条λ₃/4开路线构成的引入一个反射极点以实现带阻功能的带阻桩，以及由两条λ_4a/4开路线和两条λ_4b/4开路线构成的引入两个反射零点的带通桩；所述两条λ_4a/4开路线引入一个反射零点，两条λ_4b/4开路线引入另一个反射零点；圆单极子设有关于圆单极子微带线馈线对称的一对对称节点，所述带阻桩中的开路线均沿圆单极子边缘分布，且两条λ₃/4开路线、两条λ_4a/4开路线和两条λ_4b/4开路线分别关于圆单极子微带线馈线对称；以圆单极子微带线馈线为对称轴，该对称轴两侧的任一侧的λ₃/4开路线、λ_4a/4开路线和λ_4b/4开路线的一端通过该侧的一个对称节点短接在圆单极子上，该三条开路线的另一端均为开路端；所述λ₃为所述反射极点的频率对应的波长，所述λ_4a、λ_4b为所述两个反射零点的频率对应的波长，λ_4a≤λ₃≤λ_4b。