[发明专利]一种基于变容二极管的双陷波可调的超宽带天线

说明书

技术领域

本发明属于天线设计技术领域，涉及一种基于变容二极管的双陷波可调的超宽带天线。

背景技术

随着美国联邦通信委员会(FCC)批准将3.1—10.6GHz作为短距离无线通信频段，超宽带通信系统由于其优异的工作特性，得到了越来越多人的重视。然而，在UWB频段有许多窄带通信系统，比如：WLAN(5150-5350MHz；5725-5825MHz),WiMAX(3300-3690MHz)等系统频段。超宽带天线作为超宽带通信系统的关键部件之一，其特性直接影响着整个系统的性能。为了避免和现有的这些窄带通信系统相干扰，人们急需设计一种具有阻带特性的超宽带天线。

目前，实现具有阻带特性的超宽带天线的方法主要有以下几种：第一，在辐射贴片的中心沟槽处放置寄生条带；第二，在辐射贴片的背面使用微带线谐振器结构；第三，在辐射贴片上开π形沟槽，并在其中嵌入变容二极管，实现陷波的频率捷变特性。然而，所述前两种方法产生的陷波无法移动，第三种方法只能实现单陷波的可调。而实现双陷波可调需要克服两个变容二极管之间的相互影响，这一问题目前还没有得到良好的解决。因此，设计一种可以实现双陷波互不干扰可调的超宽带天线成为目前天线设计研究中的一个热点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于变容二极管的双陷波可调的超宽带天线，该天线可以产生两个陷波，并通过两个变容二极管实现两个陷波工作频率互不干扰的调节，提高了该天线应用的灵活性和安全性，使得其在军事、民用领域的应用范围得到了大幅度提升。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于变容二极管的双陷波可调的超宽带天线，该天线包括介质基板、辐射贴片、微带馈线、“U”形金属条带、寄生条带结构、接地板、同轴电缆、金属带线及焊盘；

所述介质基板上表面的靠上端部分紧贴设置有辐射贴片，所述辐射贴片上开有“凸”字形沟槽，且“凸”字形沟槽内设置有寄生条带结构；所述介质基板上表面的靠下端部分紧贴设置有微带馈线，所述微带馈线的一端与辐射贴片连接，另一端与同轴电缆的内芯连接；所述介质基板下表面的靠上端部分紧贴设置有“U”形金属条带；所述介质基板下表面的靠下端部分紧贴设置有接地板，所述接地板靠上边缘中心处设置有矩形凹槽。

进一步，所述“U”形金属条带的一侧为交指结构，另一侧条带分为上下两部分，且条带的上、下两部分通过变容二极管连接；所述“U”形金属条带用于产生工作在WLAN频段附近的高频陷波；所述变容二极管用于对该高频陷波的工作频率进行调节；所述交指结构用于降低该高频陷波的工作频率。

进一步，所述寄生条带结构包括寄生条带和一个变容二极管，寄生条带分为上、下两部分对称结构，且寄生条带的上、下两部分通过一个变容二极管连接；所述寄生条带用于产生工作在WiMAX频段附近的低频陷波；所述变容二极管用于对该低频陷波的工作频率进行调节。

进一步，所述金属带线及焊盘包含金属带线、焊盘铜片；金属带线与其中一个焊盘铜片相连接，两个焊盘铜片之间通过电感进行连接；所述金属焊盘通过稳压源向变容二极管提供偏置电压。

进一步，所述同轴电缆包括内芯、介质层和外导体，所述内芯的裸露部分为半圆柱体，且裸露部分内芯与微带馈线连接；所述介质层、外导体的横截面与介质基板、接地板的下边缘面接触。

进一步，所述辐射贴片的下边缘采用向下凸出的弧形结构；所述接地板的上边缘采用向上凸出的弧形结构；所述矩形凹槽的长度L8为1.5～1.7mm，宽度W5为2.3～2.5mm。

进一步，所述辐射贴片、接地板和介质基板的宽度均相同。

进一步，所述介质基板长度L为34mm，宽度W为27mm。

进一步，所述金属带线线宽为0.1mm，金属焊盘尺寸为1mm×1mm。

进一步，所述微带馈线的长度L6为14.9～15.1mm，宽度W4为2.3～2.5mm。