[发明专利]一种通过微带线馈电的具有谐波抑制作用的宽带窄缝隙天线

说明书

一种通过微带线馈电的具有谐波抑制作用的宽带窄缝隙天线，属于缝隙天线技术领域。由矩形结构介质基板、在介质基板上表面涂覆的金属层和在介质基板下表面涂覆的矩形结构金属微带线构成，在金属层上用三氯化铁溶液刻蚀出矩形窄带缝隙和矩形开口缝隙，两者均为镂空结构，露出下面的介质基板。本发明提供了一种结构简单、工作带宽可达37.4％、二阶和三阶谐波得到有效抑制、工作频带内具有近似双向辐射特性的谐波抑制宽带窄缝隙天线，具有较高的交叉极化电平，满足实际应用的要求。

技术领域

本发明属于缝隙天线技术领域，具体涉及一种通过微带线馈电的具有谐波抑制作用的宽带窄缝隙天线。

背景技术

无线微波输能(MPT)技术在远距离大功率能量传输上有广泛应用前景，整流天线系统是MPT中的接收环节，它把微波能接收后整流为直流电能，其结构部件一般包括接收天线、输入滤波器、匹配电路、整流电路、输出直流滤波器和负载。整流天线系统的转换效率是整个MPT系统能量利用效率的决定因素之一。其中，输入滤波器主要是用于防止由整流二级管产生的二阶和三阶等高阶谐波通过接收天线又辐射回到自由空间，从而提高整流天线系统的效率。

目前已有多种谐波抑制天线，如文献[Douyère A,Luk J D L S,AlicalapaF.High efficiency microwave rectenna circuit:modelling and design[J].Electronics Letters,2008,44(24):1409-1410.]提出了采用谐波抑制天线取代接收天线和输入滤波器，即谐波抑制天线同时具有接收天线和输入滤波器的作用。这样，不仅缩小了整流天线系统的尺寸，还不会因为滤波器本身的插入损耗而降低系统的效率。文献[SungY J,Kim Y S.An improved design of microstrip patch antennas using photonicbandgap structure[J].IEEE Transactions on antennas and propagation,2005,53(5):1799-1804]提出了一种利用缺陷接地结构(DGS)和微带谐振单元(CMRC)组成带阻结构，应用到馈线上，实现二阶谐波抑制功能的天线。虽然整体天线尺寸是有所减少，但这种结构与插入滤波器本质上是一致的。如能把上述两者结合，即在天线辐射元内部的辐射元与馈线连接处引入带阻结构，则可进一步减少系统的体积并提高系统的效率。

就印制结构而言，谐波抑制天线可有两种形式，即具有方向性的微带贴片结构和具有双向辐射特性的微带缝隙天线结构。从抑制原理上讲，基本可分为两类，即利用辐射元本身的抑制和利用输入端的抑制。对天线结构及形状进行调整，是通过辐射元实现天线谐波抑制的途径之一，但辐射元结构设计相对困难[Strassner B,Chang K.5.8-GHzcircularly polarized rectifying antenna for wireless microwave powertransmission[J].IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,2002,50(8):1870-1876.]。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结构简单、工作带宽可达37.4％、二阶和三阶谐波得到有效抑制、工作频带内具有近似双向辐射特性的谐波抑制宽带窄缝隙天线，具有较高的交叉极化电平，满足实际应用的要求。