一種集成窄帶和超寬帶的認知無線電天線制造技術

本實用新型專利技術的目的在于提供一種集成窄帶和超寬帶的認知無線電天線，包括介質基板、輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線、共面波導饋電結構；輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線印刷在介質基板上，共面波導饋電信號帶線位于共面波導接地面的內部且分布于基板的兩端，在共面波導接地面上刻蝕寬槽結構，輻射單元位于寬槽結構的內部，共面波導饋電信號帶線通過階狀饋電線與輻射單元連接；由輻射單元、寬槽結構、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線和共面波導接地面構成共面波導饋電結構。本實用新型專利技術可提供一種帶寬寬，輻射效率高能實現超寬帶通信和窄帶重構通信的一種無線電天線。（*該技術在2022年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及的是一種平面印刷板天線，特別是涉及一種集成窄帶和超寬帶的認知無線電天線。
技術介紹
隨著無線通信技術的飛速發展，人們對無線通信的依賴越來越強，特別是移動通信技術在我國的成功運營以來，人們深深的體驗到無限通信的方便性和及時性，特別是3G移動通信運營以來，多種協議(GSM, CDMA, CDMA2000, WCDMA, TDSCDMA)出現共存的局面，且移動終端用戶空前增加，這在幾年前是無法想象的。隨之帶來了很多問題，如6GHz以下頻率使用很擁擠，各種體制和協議共存。但是要滿足多體制和多用戶的協同工作，必須要求設備的硬件升級，但是對硬件的重新設計，會給運營商和服務商的帶來很多不便，同時會增加運營成本。所以采用軟升級的方法，不但能有效的節約成本，同時能為用戶提供高質量的通信·服務，還可以延長無線通信系統的生存壽命。因此，無線通信的運營商和服務商越來越關注經得起時間考驗的無線通信系統，而不是像現在的通信系統，隨著技術的發展，需要不斷的更新系統設備，軟件無線電就是在這樣的背景下提出的。軟件無線電采用固定不變的硬件平臺，通過軟件重構(升級)來實現靈活多變的通信體制和通信功能的無線電系統。但是射頻前端是無限通信的重要組成部分，特別是天線的設計，一副高性能的天線不僅能彌補無線通信的不足，同時能實現高性能的通信，能兼顧目前的通信協議，而且還可以實現多系統之間的協同通信。文獻“楊小牛，從軟件無線電到認知無線電，走向終極無線電一無線通信發展展望，中國電子科學研究院學報，3(1)，ppl-7，2008”指出無線通信的主要特點是信號通過空間的電磁波進行傳播，因此必然占有一定的頻譜，而頻譜資源是有限，且對目前的軟件無線電，認知無線電進行了分析和闡述。文中指出目前的頻譜資源的管理主要是采用通用的授權的非授權兩種管理體制，對于授權的頻段，非授權用戶是不能隨意使用。因此在某個頻段授權后嚴重降低了頻譜資源的利用效率，而在非授權的頻段內則新號非常擁擠，如2. 4GHz頻段內存在，ISM，WLAN，WiFi等多種通信協議，使得在此這些非授權使用的頻段內存在許多協議的信號，導致信息阻塞嚴重。為了解決在目前的通信中頻譜資源的緊張和頻譜利用的不均衡性，基于軟件無線電的認知無線電概念是一種具有頻譜感知的能力的智能化軟件無線電，認知無線電不僅能感知周圍的電磁環境，尋找頻譜資源的空穴，并且能通過通信協議和算法將通信雙方的信號參數調整到最佳的狀態。正因為認知無線電不僅具有通信功能，而且還需具備頻譜探測能力，具備多功能特征，借助于軟件無線電的來實現。因此研究軟件無線電的研究成為熱門的課題。但是目前的研究主要集中在功率控制，頻譜檢測，頻譜的分配算法以及結合自由組網技術實現上，很少有人關心射頻前端的研究。除此之外，現代無線電通信設備和電子信息設備朝著多功能化，小型化，超寬帶以及與周圍環境友好協調的方向發展，這使得寬頻帶，小型化，高增益成為國內外研究的熱點課題之一。近年來，各種各樣的超寬帶天線相繼問世，特別是采用微帶技術的印刷板天線，該結構可以通過照相或者光刻技術制作，并且有較好的極化特性，因此該技術已經應用在超寬帶天線的設計和相關的微波電路元器件的設計中。作為認知無線電的重要組成部分之一的天線，認知無線電系統的天線需要有以下特點該天線能感知頻譜；能實現重構通信；能重構頻譜。因此研究認知無線電天線是目前研究的熱點和難點之一。國內外的專家學者相繼提出一系列的結構。文獻“M. Manteghi, “Aswitch-band antenna for softwaredefined radio applications, ^IEEE Antennas Wireless and PropagationLetters, vol. 8，pp. 3 - 5, 2009. ”介紹一種可以調節的窄帶倒F形天線。該天線的結構較大，且在重構時的設計復雜，且不能滿足寬帶通信的需求。于是文獻“K. R. Boyle etal. , “ReconfigurabIe antennas for SDR and cognitive radio,，，in Proc. 2nd Eur. Conf. Antennas Propag. , pp. I - 6, 2007. ”提出一些寬帶的天線,來滿足寬帶通信的需求，但是這個天線的結構復雜。文獻“Y. Tawk and C. G. Christodoulou, A new reconfigurableantenna design for cognitive radio, IEEE Antennas Wireless and PropagationLetters, 8, pp. 1378 - 1381, 2009. ”提出了有效的設計用于認知無線電的重構天線,該天線能有效的感知信道的信息，通過采用旋轉的結構來實現重構和感知，并且保證二者在工作時的隔離度滿足需求。作者將感知和重構進行集成設計，并且集成在同一介質上，該設計有效的降低天線的設計尺寸和設計空間，同時能夠滿足認知無線電的通信需求。首先作者主要設計一款超寬帶天線作為感知使用，然后設計一個三角形單極子天線作為窄帶重構通信天線，最后把二者集成在一起制作在同一種介質上，作為認知無線電天線使用。該結構新穎，能很好的實現上述的三項技術指標，但是該天線的體積仍然比較大，不能滿足系統的小型化設計需求。但是該天線存在以下缺陷設計復雜，需要旋轉來實現重構通信，窄帶和寬帶的隔離度相對較低，結構復雜，不利于集成化設計和小型化設計。為了進一步的設計實用簡單的認知無線電天線，文獻“J. R. Kelly, P. S. Hall, P.Gardner andF. ghanem, Integrated narrow/band-notched UffB antenna, ElectronicsLetters, 46 (12)，pp. 814-816，2010. ” 和文獻 “F. Ghanem, P. S. Hall and J. R. Kelly,J.Doe, “Two port frequency reconfigurabIe antenna for cognitiveradios” , Electronics Letters, vol. 45, 2009, pp. 534-536. ” 米用寬帶天線和窄帶天線集成的方法設計認知無線電天線，但是這兩種天線采用過孔技術，不利于實際的設計和操作，且結構想多不較復雜。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種帶寬寬，輻射效率高能實現超寬帶通信和窄帶重構通信的一種集成窄帶和超寬帶的認知無線電天線。本技術的目的是這樣實現的包括介質基板、輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線、共面波導饋電結構；輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線印刷在介質基板上，共面波導饋電信號帶線I和共面波導饋電信號帶線II分別位于共面波導接地面的內部且分布于基板的兩端，共面波導饋電信號帶線的中線與水平方向垂直，在共面波導接地面上刻蝕寬槽結構I和寬槽結構II，輻射單元II位于寬槽結構II的內部，輻射單元II與共面波導饋電信號帶線I本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種集成窄帶和超寬帶的認知無線電天線，包括介質基板、輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線、共面波導饋電結構，其特征是：輻射單元、寬槽結構、共面波導接地面、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線印刷在介質基板上，共面波導饋電信號帶線Ⅰ和共面波導饋電信號帶線Ⅱ分別位于共面波導接地面的內部且分布于基板的兩端，共面波導饋電信號帶線的中線與水平方向垂直，在共面波導接地面上刻蝕寬槽結構Ⅰ和寬槽結構Ⅱ，輻射單元Ⅱ位于寬槽結構Ⅱ的內部，輻射單元Ⅱ與共面波導饋電信號帶線Ⅱ相連的邊與水平方向平行，輻射單元Ⅰ位于寬槽結構Ⅰ的內部，輻射單元Ⅰ的底邊與水平方向平行，共面波導饋電信號帶線Ⅰ通過階狀饋電線與輻射單元Ⅰ連接，共面波導饋電信號帶線Ⅱ直接和輻射單元Ⅱ連接；窄帶天線由輻射單元Ⅰ、寬槽結構Ⅰ、階狀饋電線、共面波導饋電信號帶線Ⅰ和共面波導接地面構成共面波導饋電結構Ⅰ；超寬帶天線由寬槽結構Ⅱ，輻射單元Ⅱ，共面波導饋電信號帶線Ⅱ和共面波導接地面構成共面波導饋電結構Ⅱ。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：李迎松，李文興，劉乘源，
申請(專利權)人：哈爾濱工程大學，
類型：實用新型
國別省市：