机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于天线技术领域，涉及一种机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，通 过在超宽带天线单元上机械加载不同结构的超颖表面，实现对与其他窄带系统产生信号干 扰的电磁波的吸收。 技术背景
[0002] 早期的超宽带技术主要应用在军事通信、雷达探测以及定位等各项军事领域，自 从2002年超宽带频段首次对民用开放，超宽带通信就成为了一个炙手可热的学术界话 题。相比较传统的通信技术，超宽带天线具有很多优点，比如工作频宽（3. 1-10. 6GHz)， 频带、传输功率高、抗多径能力强等。但是超宽带频段与WiMX (3. 3-3. 69GHz)、 WLAN(5. 15-5. 825GHz)和卫星下行频段（7. 25-7. 75GHz)等现有的频段产生了重叠，必然会 对这些信号产生干扰。
[0003] 为了避免超宽带信号对其他的频段产生干扰，需要对超宽带通信系统进行改进， 使其滤掉可能与已有的窄带系统产生干扰的频段。目前，能使超宽带通信系统具有滤波特 性的方式有两种：一种是给超宽带天线单元组合一个带阻滤波器，另一种是采用陷波技术。 其中，方式一采用超宽带天线系统加载滤波器的形式，使超宽带天线在特定的频段具有阻 带特性，从而滤除某些频段的电磁波；方式二采用陷波技术，在超宽带天线的结构中引入陷 波结构，比如：在辐射金属贴片上蚀刻或者在介质基板上印制不同形状的槽线，使超宽天线 在相应的频段内具有较大的反射系数，从而使天线在这些频带内不能工作。虽然方式一实 现了超宽带天线对某些窄带的滤除，但是大大增加了整个通信系统的成本和复杂度；相对 方式一而言，现有的陷波技术更加简单有效，这使得陷波技术得到广泛应用。现有的产生陷 波的方法有很多，一种方法是在介质基板上印制"L"形或环形金属贴片，另一种方法是在辐 射贴片上蚀刻槽线，如"L"形槽线、"U"形槽线、一字形槽线以及开口谐振环，通过改变超宽 带天线的结构，吸收特定频段的电磁波，以实现超宽带天线在特定频段内具有滤波功能。如 中国专利申请，申请公告号为CN 103441327 A，名称为"多陷波超宽带天线"的发明，公开 了一种多陷波超宽带天线，该发明通过在介质基板上印制"L"形金属枝节，使超宽带天线 在WiMAX和WLAN双频段内呈带阻状态，避免了超宽带天线工作时对已有的窄带系统产生干 扰。又如中国专利申请，申请公告号CN 104485504 A，名称为"一种具有双陷波特性的蓝牙 超宽带天线"的发明，公开了一种具有双陷波特性的蓝牙超宽带天线，通过在辐射贴片上蚀 刻圆形槽，使超宽带天线达到在WiMX和蓝牙频段实现陷波。再如Xin Liu于2013年在 Progress In Electromagnetics Research Letters, Vol. 43, 125 - 135，发表名称为 "The Band Notch Sensitivity of Vivaldi Antenna Towards CSRRs"的文章，在超宽带Vivaldi 天线的辐射贴片靠近馈电端蚀刻互补型开口谐振环，使超宽带天线具有陷波特性，从而避 免超宽带天线对重叠频段产生干扰。
[0004] 上述现有技术尽管能够实现超宽带天线的陷波特性，但是这种直接加载的方式都 需要根据特定的频率来设计对应的谐振结构，尺寸固定的谐振结构一旦刻蚀到天线的辐射 贴片或者印制在介质基板上，破坏了超宽带天线单元的结构，意味着设计成的超宽带天线 的陷波特性是确定不可调的，陷波频段是唯一不可变的。一款超宽带天线只能对一个或者 两个固定的频段进行陷波，功能单一，当用户需要对其他频段进行陷波时，就需要重新设计 谐振结构，重新加工出能对目标频段进行陷波的超宽带天线，这在一定程度影响可陷波的 超宽带天线的工程实用。
【发明内容】
[0005] 本发明目的在于克服上述现有技术存在的不足，提出了一种机械调整超颖表面的 多陷波超宽带天线。用于解决现有超宽带天线因为陷波特性不可逆以及陷波频率不可调造 成的功能单一的技术问题，在保证超宽带天线单元正常工作的前提下，通过机械加载不同 超颖表面的方式对不同频段或者多个频段进行陷波。
[0006] 为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
[0007] -种机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，包括超宽带天线单元1，其由第一介 质基板11、印制在第一介质基板11上表面的辐射贴片12和下表面的馈电线13组成，所 述辐射贴片12的中间开设有左右对称的复合辐射槽线，用于实现超宽频带特性，其特征在 于：在第一介质基板11的下表面的顶端，选择固定有可拆卸的不同超颖表面2,用于实现一 个或多个阻带，该超颖表面2由第二介质基板21和印制在其下表面的T型谐振单元22组 成。
[0008] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述第一介质基板11和第二介质 基板21采用相同介电常数的介质材料。
[0009] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述复合辐射槽线是由指数渐变槽 线和与其依次相连的矩形槽线和圆形槽线组成。
[0010] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述馈电线13是由两段相互垂直 的微带线和一个扇形微带短截线连接而成。
[0011] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述T型谐振单元22是由周期性排 列的开口谐振环组成。
[0012] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述开口谐振环采用单频开口谐振 环3、或双频开口谐振环4或三频开口谐振环5,其中单频开口谐振环3是由一个开口外环 和一个开口内环嵌套而成；双频开口谐振环4是由一个开口外环和一个复合开口内环嵌套 而成；多频开口谐振环5是由一个开口外环、一个开口中环和一个复合开口内环嵌套而成。
[0013] 上述机械调整超颖表面的多陷波超宽带天线，所述超颖表面2采用第一超颖表面 31、或第二超颖表面32、或第三超颖表面33、或第四超颖表面41或第五超颖表面51，其中：
[0014] 第一超颖表面31，用于对WiMX频段进行陷波，其第二介质基板21下表面印制的 T型谐振单元22由多个单频开口谐振环3排列而成；
[0015] 第二超颖表面32,用于对WLAN频段进行陷波，其第二介质基板21下表面印制的 T型谐振单元22是由多个单频开口谐振环3排列而成，其中竖直部分采用竖向双排排列形 式；
[0016] 第三超颖表面33,用于对卫星下行频段进行陷波，其第二介质基板21下表面印制 的T型谐振单元22是由多个单频开口谐振环3排列而成，其中竖直部分上半段采用竖向双 排排列形式；
[0017] 第四超颖表面41，用于同时对WiMX频段和WLAN频段进行陷波，其第二介质基板 21下表面印制的T型谐振单元22是由多个双频开口谐振环4排列而成；
[0018] 第五超颖表面51，用于同时对WiMAX频段、WLAN频段以及卫星下行频段进行陷波， 其第二介质基板21下表面印制的T型谐振单元22是由多个三频开口谐振环5排列而成。
[0019] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：
[0020] 1.本发明由于采用了外部机械安装的方法，将超颖表面机械安装在超宽带天线 单元的背面，与现有的直接在超宽带天线单元印制金属枝节或蚀刻缝隙达到陷波的技术相 比，保护了超宽带天线单元的结构，使得超宽带天线单元能够良好的保持其本身的超宽带 性能，使超宽带天线具有可逆的陷波特性。
[0021] 2.本发明采用了在超宽带天线单元背面选择性安装不同超颖表面的方法，实现对 不同频段的陷波，与现有的直接在超宽带天线单元印制金属枝节或蚀刻缝隙达到陷波的技 术相比，能够通过更换不同超颖表面实现单频段陷波，双频段陷波或者三频段陷波，具有多 功能陷波的优点，弥补了现有技术中一款陷波天线只能实现一种单频段陷波或者一种双频 段陷波的缺点，使超宽带天线的陷波频率具有方便可调性。
[0022] 3.本发明采用了在超宽带天线单元背面机械安装超颖表面的方法，具有加工方 便，可选择性强等优点，与现有的陷波技术相比，由于超颖表面的强烈耦合作用，谐振频带 非常窄，使超宽带天线的陷