一种超宽带陷波天线的制作方法

本发明属于毫米波天线技术领域，特别是一种多通带、带宽可调的超宽带陷波天线。

背景技术：

超宽带技术具有低发射功率、超宽信号传输带宽、高数据传输速率等优势，但是超宽带系统工作频带极宽，也容易与其他窄带系统在频谱重叠。为了降低不同系统通信的干扰，具有频带隔离的陷波超宽带天线受到重视和研究。

陷波天线的实现方式有引入寄生单元、分形结构、开槽等。

目前存在的超宽带天线大多是单通带的，有的超宽带天线引入陷波形成多通带，但是通带频率固定，不可调节。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超宽带陷波天线，多通带且带宽可调。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种超宽带陷波可调天线，包括介质基板1、贴覆于介质基板1上表面的上金属镀层2和贴覆于介质基板1下表面的下金属镀层3，所述下金属镀层3和上金属镀层2由穿过介质基板1的多个金属化通孔4相连，金属镀层2上有含上变容二极管8、下变容二极管9的第一开口谐振环6和第二开口谐振环7，以及上变容二极管8和下变容二极管9的偏置电路，偏置电路由电压源11，电阻10和接金属镀层3的金属化过孔42构成。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：

1、天线有多个通带：本发明利用两个带变容二极管的开口谐振环调谐枝节，引入两个陷波，使得超宽带天线形成多个通带；

2、天线通带的带宽位置可调：变容二极管随着反向电压的变化而改变自身的电容，从而调节了谐振阻带的位置，实现了天线通带位置的可调节。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1是本发明超宽带陷波天线的立体结构示意图。

图2是图1中上表面的结构示意图。

图3是图1中下表面的结构示意图。

图4是实施例中调节第一、二上变容二极管时的仿真反射系数。

图5是实施例中调节第三、四下变容二极管时的仿真反射系数。

图中，1介质基板，2上金属镀层，3下金属镀层，4金属化通孔，5输入端口，6第一开口谐振环，7第二开口谐振环，8上变容二极管，9下变容二极管，10电阻，11电压；

21上面板，22缝隙，23 50Ω微带线，24平行馈线，25八木偶极子单元，26第一引向器，27第二引向器，28引向器缝隙；

31地面板，32底面馈电平行馈线，33底面交叉八木偶极子单元；

61第一开口缝隙，71第二开口缝隙；

81第一上变容二极管，82第二上变容二极管，83第三上变容二极管，84第四上变容二极管；

91第一下变容二极管，92第二下变容二极管，93第三下变容二极管，94第四下变容二极管；

10-1第一电阻，10-2第二电阻，10-3第三电阻，10-4第四电阻，10-5第五电阻，10-6第六电阻，10-7第七电阻，10-8第八电阻，10-9第九电阻，10-10第十电阻，10-11第十一电阻，10-12第十二电阻；

11-1第一电压，11-2第二电压，11-3第三电压，11-4第四电压。

具体实施方式

如图1所示，本发明超宽带陷波天线，包括介质基板1、贴覆于介质基板1上表面的上金属镀层2和贴覆于介质基板1下表面的下金属镀层3，所述下金属镀层3和上金属镀层2由穿过介质基板1的多个金属化通孔4相连。

如图2所示，所述上金属镀层2包括位于中部的矩形上面板21，所述上面板21左部自上而下设有三个水平向的缝隙22，上面板21右部与竖向均匀排列的金属化通孔4相连，其左侧下端与一50Ω微带线23相连，所述50Ω微带线23的下端为天线的输入端口5；

所述上面板21左侧上端通过竖直的平行馈线24与一水平八木偶极子单元25的右端相连；

在八木偶极子单元25的上方设有与之平行的第二引向器27，在所述第二引向器27与八木偶极子单元25之间设有第一引向器26，所述第一引向器26与第二引向器27平行，所述第一引向器26中部设有引向器缝隙28；

作为改进，所述平行馈线24与八木偶极子单元25相接处外缘切角；

所述平行馈线24左侧有第一开口谐振环6，右侧有第二开口谐振环7；

所述第一开口谐振环6是由微带线围成的矩形结构，第一开口谐振环6左边竖直的微带线中心位置为第一开口缝隙61，上侧沿中心位置呈对称分布第一上变容二极管81、第二上变容二极管82，下侧沿中心位置呈对称分布第一下变容二极管91、第二下变容二极管92；

所述第一上变容二极管81、第二上变容二极管82中间通过第一电阻10-1接入第一电压11-1，第一上变容二极管81左侧通过第二电阻10-2接入过孔42，第二上变容二极管82右侧通过第三电阻10-3接入过孔42；所述第一下变容二极管91、第二下变容二极管92中间通过第四电阻10-4接入第二电压11-2，第一下变容二极管91左侧通过第五电阻10-5接入过孔42，第二下变容二极管92右侧通过第六电阻10-6接入过孔42；

所述第二开口谐振环7是由微带线围成的矩形结构，第二开口谐振环7右边竖直的微带线中心位置为第二开口缝隙71，上侧沿中心位置呈对称分布第三上变容二极管83、第四上变容二极管84，下侧沿中心位置呈对称分布第三下变容二极管93、第四下变容二极管94；

所述第三上变容二极管83、第四上变容二极管84中间通过第七电阻10-7接入第三电压11-3，第三上变容二极管83左侧通过第八电阻10-8接入过孔42，第四上变容二极管84右侧通过第九电阻10-9接入过孔42；所述第三下变容二极管93、第四下变容二极管94中间通过第十电阻10-10接入第四电压11-4，第三下变容二极管93左侧通过第十一电阻10-11接入过孔42，第四下变容二极管94右侧通过第十二电阻10-12接入过孔42。

如图3所示，所述下金属镀层3包括下部和两侧与介质基板1平齐的矩形地面板31，所述地面板31的右部与竖向均匀排列的金属化通孔41相连；

所述地面板31上端中部竖直的底面馈电平行馈线32与一水平底面交叉八木偶极子单元33的左端相连；

所述底面馈电平行馈线32与上面板21上的平行馈线24在介质基板1下表面上的投影重叠；

所述底面交叉八木偶极子单元33与上面板21上的八木偶极子单元25在介质基板1下表面上的投影位于同一水平线上，且分别位于底面馈电平行馈线32的左右两侧。

作为改进，所述底面馈电平行馈线32与底面交叉八木偶极子单元33相接处外缘切角。

矩形上面板21、地面板31、介质基板1和穿过介质基板1连接矩形上面板21与地面板31的金属化通孔41共同构成了一个半模基片集成波导。地面板31则相当于反射器。

两开口谐振环具有一定的阻带特性，引入变容二极管，通过改变电压而改变电容，从而等效于改变谐振线的长度，进而改变阻带的位置，从而实现天线有多个通带，且带宽位置可调。

本实施例介质基板采用厚度为h＝0.787mm，相对介电常数为εr＝2.2的Rogers 5880的介质板，天线尺寸取55mm*18mm，介质基板损耗角正切为tanθ＝0.001。

上面板21上的缝隙22的宽为0.8mm，长为2mm，缝隙间隔距离为5.8mm，一个缝隙位置距介质基板1上表面下边沿是3.5mm，金属化过孔直径为0.4mm，排列周期是0.8mm。

平行馈线24比底面馈电平行馈线32长8mm，宽度均为1.5mm。

八木偶极子单元25的长为6.5mm，宽为2.0mm。

第一个引向器长度为9.0mm，第二个引向器的长度为6.0mm，第一个引向器上引入的缝隙的长度为0.5mm。

八木偶极子单元25与第一个引向器之间、第一个引向器与第二个引向器之间的间隙都为1mm，引向器宽度都为1mm。

第一开口谐振环6距离平行馈线0.3mm，宽度为0.4mm，竖直距离是7mm，水平距离是5.5mm，左侧缝隙是在中心位置，长0.2mm，下侧边沿距离面板21是0.5mm。

第二开口谐振环7距离平行馈线0.3mm，宽度为0.4mm，竖直距离是6mm，水平距离是6.5mm，右侧缝隙是在中心位置，长0.2mm，下侧边沿距离面板21是1.5mm。

变容二极管型号为MA46H120，所有电阻用10KΩ。

实施例的仿真反射系数如图4和5所示。

从图4和图5可以看出，本发明实施例天线可以形成多个带宽，且随着电容的变化，通带位置可以调节。