[发明专利]一种集成缺陷微带线带阻滤波器的超宽带认知无线电天线

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种微波天线，特别是涉及一种集成缺陷微带线带阻滤波器的超宽带认知无线电天线。

背景技术

随着无线通信技术的飞速发展，各种各样的设备和协议占去居了大量的频谱资源，特别是在10GHz一下，频谱资源相当紧张，如超宽带通信系统与无线局域网，C波段和X-波段等通信协议重合，因此频谱的利用和管理成为目前研究的热点和难点为题之一。认知无线电作为新兴技术，不但可以实现频谱重构而且可以实现信道感知。因此，研究认知无线电天线成为热点研究问题之一。同时，目前的超宽带系统也是基于多带正交频分服用技术和脉冲超宽带。脉冲超宽带系统，采用时间间隔极短的脉冲进行通讯的方式，也称作脉冲无线电或者无载波通讯。2001年4月我国发布了“十五”863计划，其中把UWB无线通讯关键技术以及共存与兼容技术列为有关通讯技术主体研究项目，很多高校也将对UWB的研究作为重点科研项目，取得了很多进展。多带正交频分复用超宽带技术是集成正交频分复用技术和超宽带技术，通过对各个子载波连续编码，且结合正交频分复用技术抗干扰能力强的特点，产生的一种告诉数据传输技术。近年来，各种各样的超宽带天线相继问世，特别是采用微带技术的超宽带天线，该结构可以通过照相或者光刻技术制作，并且有很好的全向辐射特性，因此该技术已经应用在超宽带天线的设计和相关的微波电路元器件的设计中。超宽带系统的超宽带，低功率辐射，急死与噪声的信号特征，并且可以通过控制干扰噪声的电平，且取得了3.1GHz-10.6GHz的使用权，因此超宽带技术有很好的应用前景。作为频谱利用技术的认知无线电技术和超宽带技术结合可以解决超宽带技术和目前已经授权使用的窄带技术的之间的相互干扰，是超宽带能很好的避免窄带系统的干扰。同时，超宽带技术作为一种超低功率发射技术，可以使超宽带技术和窄带技术共存，且超宽带可以实现频谱检测。因此，超宽带认知无线电系统的设计有着广阔的应用前景。认知无线电天线作为无线通信的主要组成部分可以采用印刷版天线设计双端口和单端口技术设计。

近年来，认知无线电天线的设计越来越多，文献“A new reconfigurable antenna design for cognitive radio，Tawk,Y.,and C.G.Christodoulou，IEEE Antennas Wireless Propag.Lett.,8:1378-1381，2009”，提出一种双端口认知无线电天线，通过旋转技术实现窄带天线的重构，该天线的结构比较复杂，且体积比较大，不利于系统的小型化设计和集成设计。为了降低天线的尺寸，文献“A cognitive radio antenna integrated with narrow/ultra-wideband antenna and switches，Y.Li,W.Li and R.Mittra,IEICE Electron.Express.,vol.9,no.15,pp.1273-1283，2012”，提出一种超宽带天线和窄带天线结合的认知无线电天线，该天线采用单独设计超宽带天线和重构超宽带天线的技术，在窄带天线上集成开关，从而控制窄带天线的工作频率，实现超宽带和窄带系统的协同工作。但是该天线采用双端口馈电的方式，结构仍然比较复杂，且在实际的设计时候，其两个端口之间的隔离度比较低，因此单端口的认知无线电天线成为目前研究的热点。文献”Design based on complementary split-ring resonators of an antenna with controllable band notches for UWB cognitive radio applications，Al-Husseini,M.,A.Ramadan,A.El-Hajj,K.Y.Kabalan,Y.Tawk,and C.G.Christodoulou，IEEE Antennas Propag.Soc.AP-S Int.Symp.，pp.1120-1122.”提出一种单端口认知无线电天线，该天线通过在天线的辐射单元上可是分裂环谐振腔，从而实现陷波特性，抑制不需要的信号，同时在分裂环上集成理想的开关，通过控制开关的通断，控制谐波抑制的频率范围。该天线在天线的辐射单元上刻蚀分裂环，结构仍然比较复杂，且谐波特性与分裂环的个数有关，因此限制了其应用。

此外，缺陷地技术，电磁带隙技术和光子带隙技术已经用于滤波器设计，天线的小型化设计，功分器的设计。而作为新兴的技术缺陷微带线技术自从提出以来，就广泛的应用在滤波器设计，天线的小型化，互耦降低等方面，由于缺陷微带线结构刻蚀在微带线上，不会泄露电磁波，因此具有更好的应用前景。