[实用新型]一种集成对数状阻抗调谐棒的超宽带天线

说明书

本实用新型涉及集成对数状阻抗调谐棒的超宽带天线领域，公开了一种集成对数状阻抗调谐棒的超宽带天线，包括至少一个谐振单元、至少一个对数状阻抗调谐棒和介质基板，所述谐振单元安装在所述介质基板的一面上，所述对数状阻抗调谐棒安装在所述介质基板的另一面上，同时在基板集成谐振单元和对数状阻抗调谐棒，从而实现超宽带系统和窄带系统的协同通信。该滤波器具有良好的超宽带特性，结构简单，且便于和微波集成电路集成。本实用新型采用印刷圆形多模谐振腔结构和对数状阻抗调谐棒结构复合的方式实现超宽带与窄带协同通信，不仅大大减小了天线体积，且比较容易和射频前端等微波集成电路集成。

技术领域

本实用新型涉及天线领域，更具体地说，特别涉及一种集成对数状阻抗调谐棒的超宽带天线。

背景技术

随着无线通信技术及无线多媒体业务的飞速发展，超宽带(UWB)技术受到越来越多研究人员的关注。超宽带以其高速率、低功耗、高保密性以及抗干扰能力强等优点，具有非常广阔的应用前景和相当巨大的市场价值。美国联邦通讯委员会(FCC)于2002年2月批准了超宽带技术在短距离无线通信领域的应用。这为超宽带技术产品的商业化应用打开了大门，促进了超宽带系统及其器件研究的进展。根据FCC的规定，室内超宽带通信系统使用的频带为3.1GHz～10.6GHz。

UWB技术最基本的工作原理是发送和接收脉冲间隔严格受控的高斯单周期超短时脉冲，接收机直接用一级前端交叉相关器即可将脉冲序列转换成基带信号。

由于UWB技术独特的工作方式，使得UWB系统具有其他通信系统所没有的优势。

随着超宽带无线通信技术的迅猛发展，对超宽带无线通信电子设备提出了更

高的要求，高可靠性、小型化已经成为超宽带无线通信系统发展的必然趋势，滤波器在超宽带无线通信系统中起着选择有用信号、抑制干扰信号的重要作用，是超宽带无线通信系统中必不可少的重要元件，其工作性能好坏直接影响到超宽带无线通信系统的整体性能，其尺寸大小也直接影响到超宽带无线通信系统的体积和成本。

作为超宽带系统中的一种核心器件，超宽带滤波器的研究成为学者们的关注热点。目前，UWB滤波器的设计主要有以下几个难点：(1)超宽带滤波器要求具有110％的相对带宽，常用的一些窄带滤波器设计方法不可行；(2)超宽带滤波器要求带内具有较小和平坦的群时延。(3)超宽带系统频带跨度大，容易受到带内其它系统窄带信号的干扰，如何抑制干扰信号也是设计难点。

多模谐振器(MMR)由两端相同的高阻抗段和中间一个低阻抗段的阶梯阻抗结构构成，各个部分的初始电长度分别为所需设计多模谐振频率的1/4和1/2波长，根据具体的滤波器结构对其电长度进行调节，可以获得所需要的滤波特性。

2006年，专家Zhu Lei等人提出基于多模谐振器(MMR)的超宽带带通滤波器，输入输出端口采用平行耦合线或叉指耦合结构耦合能量。利用多模谐振器的三个谐振模式，控制滤波器的通带范围正好在UWB频段内，调节耦合线的长短和间距可以改变耦合的强弱和谐振点的频率。这种滤波器结构原理清晰，结构简单，易于实现，但是寄生通带效应比较严重，通常阻带较窄，频率选择特性不够突出。

2007年JingGao等人提出，利用共面波导(CPW)结构可实现超宽带滤波器。该滤波器由阶跃阻抗结构SIR(stepped impedance resonator)的微带传输线谐振器组成，可实现多个谐振模式，通过叉指线耦合来实现超宽带特性。通过调节叉指耦合结构的长度以及改变耦合结构两边地的形状，可获得2.8一10.2GHz带宽的滤波特性。通带范围内的插损小于1.5dB，群时延在0.25一0.58ns的范围内。