小型化濾波集成天線的制作方法

本發明涉及射頻微波通信技術領域，尤其涉及一種小型化濾波集成天線。

背景技術：

隨著無線通信和電子技術的迅猛發展，系統中的電子設備需要同時滿足多種需要。在大多數無線通信系統中，濾波器通常直接接在天線的輸入或輸出端口。濾波器和天線作為兩個尺寸較大的關鍵器件，通常是獨立設計，但是當把濾波器與天線進行級聯使用，往往會導致阻抗失去匹配。此時需要引入額外的匹配電路實現阻抗匹配，而這又使得系統復雜，增加系統的重量、尺寸以及損耗。因此，將濾波器和天線進行集成化設計，保證其輻射特性和濾波特性，構成濾波天線，則具有非常重要的意義。

然而，現有的濾波集成天線不能同時保證良好的輻射特性和濾波特性。

技術實現要素：

本發明的主要目的提供一種小型化濾波集成天線，旨在解決現有的濾波集成天線不能同時保證良好的輻射特性和濾波特性的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種小型化濾波集成天線，所述小型化濾波集成天線包括上表面和下表面，所述上表面和下表面均印制于介質板上，所述上表面包括第一微帶線、矩形諧振環和第二微帶線，所述矩形諧振環設置于第一微帶線和第二微帶線之間；所述第二微帶線上設置有上表面金屬過孔；

所述下表面包括地面、第三微帶線以及第四微帶線；所述第三微帶線的一端設置為漏斗型，所述第三微帶線的另一端設置為矩形并與所述漏斗型的下部底端連接形成連接部；所述第四微帶線與所述第三微帶線的另一端設置于同一條線上；所述第四微帶線上設置有與所述上表面金屬過孔相匹配的下表面金屬過孔；

所述天線的上表面與下表面通過金屬銅柱穿過所述上表面金屬過孔和下表面金屬過孔相連，使得所述第二微帶線、第三微帶線以及第四微帶線共同構成偶極子。

優選地，所述第一微帶線和所述第二微帶線均為“l型”結構，均包括橫端和豎端。

優選地，所述上表面金屬過孔設置于所述第二微帶線的橫端遠離所述矩形諧振環的端頭。

優選地，所述下表面金屬過孔設置于靠近所述第三微帶線連接部的一端與所述上表面金屬過孔對應的位置。

優選地，所述第一微帶線的豎端和所述第二微帶線的豎端分別與所述矩形諧振環的長邊平行設置，所述第一微帶線的橫端和所述第二微帶線的橫端分別與所述矩形諧振環的短邊平行設置。

優選地，所述第一微帶線的豎端的長度和所述第二微帶線的豎端的長度相同，且均小于所述矩形諧振環的長邊的長度。

優選地，所述第一微帶線的橫端一端設置于所述介質板的上表面左側邊緣。

優選地，所述第一微帶線的橫端和所述第二微帶線的橫端寬度均為w1＝1.75mm。

優選地，所述第四微帶線的寬度為w1＝1.75mm。

優選地，所述介質板的介電常數為3.66，厚度為0.762mm，材質為ro4350b。

相較于現有技術，本發明所述小型化濾波集成天線采用上述技術方案，達到了如下技術效果：本發明所述小型化濾波集成天線，通過在現有天線中加入矩形諧振環使得天線有濾波效果，提高了天線的濾波特性；通過地面構成一個反射器，使得天線具有定向的效果，提高了天線的輻射特性。

附圖說明

圖1是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的上表面幾何結構和尺寸示意圖；

圖2是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的下表面幾何結構和尺寸示意圖；

圖3是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的仿真和測試的反射系數與增益效果圖；

圖4為本發明小型化濾波集成天線優選實施例的仿真與測試的方向圖。

本發明目的實現、功能特點及優點將結合實施例，將在具體實施方式部分一并參照附圖做進一步說明。

具體實施方式

為更進一步闡述本發明為達成上述目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明的具體實施方式、結構、特征及其功效進行詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

參照圖1、圖2所示，圖1是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的上表面幾何結構和尺寸示意圖；圖2是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的下表面幾何結構和尺寸示意圖。

在本實施例中，所述小型化濾波集成天線印制于介質板00上，所述小型化濾波集成天線包括上表面和下表面。所述介質板00的介電常數優選為3.66，厚度優選為0.762mm，材質優選為ro4350b。

在本實施例中，所述小型化濾波集成天線的上表面包括第一微帶線10、矩形諧振環11和第二微帶線12，所述矩形諧振環11設置于第一微帶線10和第二微帶線12之間。所述第一微帶線10和所述第二微帶線12均為“l型”結構，即所述第一微帶線10和所述第二微帶線12均包括橫端和豎端。所述第一微帶線10的豎端和所述第二微帶線12的豎端分別與所述矩形諧振環11的長邊平行設置，所述第一微帶線10的豎端的長度和所述第二微帶線12的豎端的長度均小于所述矩形諧振環11的長邊的長度，所述第一微帶線10的豎端的長度和所述第二微帶線12的豎端的長度相同。所述第一微帶線10的橫端和所述第二微帶線12的橫端分別與所述矩形諧振環11的短邊平行設置。所述第一微帶線10的橫端一端設置于所述介質板00的上表面左側邊緣。所述第二微帶線12的橫端遠離所述矩形諧振環11的端頭設置有上表面金屬過孔13。所述天線的上表面通過金屬銅柱穿過該上表面金屬過孔13與天線的下表面連接(詳見下述)。

具體地，所述第一微帶線10的橫端和所述第二微帶線12的橫端寬度均為w1，所述第一微帶線10的橫端的長度為lc，所述第一微帶線10的豎端的長度為lb，所述第一微帶線10的豎端的寬度為wb，所述矩形諧振環11靠近所述第一微帶線10的長邊的外徑與所述第一微帶線10的豎端的外徑之間的距離為wc，所述矩形諧振環11靠近所述第二微帶線12的長邊的外徑與所述第二微帶線12的豎端的外徑之間的距離為wc，所述矩形諧振環11的長邊的寬度為wa，所述矩形諧振環11的長邊的外徑長度為la，所述矩形諧振環11的兩個長邊的內徑之間的距離為wd。

參考圖2所示，所述小型化濾波集成天線的下表面包括地面20、第三微帶線21以及第四微帶線22。所述地面20設置于所述介質板00的下表面左側一端，構成反射器。所述地面20的寬度為l1，所述地面20的長度與所述介質板00的寬度相同。所述第三微帶線21的一端設置為漏斗型211，所述漏斗型211的上部開口寬度為w3，所述漏斗型的下部長度為l2，所述第三微帶線21的另一端設置為矩形212并與所述漏斗型211的下部底端連接形成連接部，所述連接部設置有缺口213，該缺口213設置為三角形漸變結構，有利于信號的匹配。所述第三微帶線21的另一端的長度為l3，所述第三微帶線21的另一端的寬度為w1。所述第四微帶線22與所述第三微帶線21的另一端設置于同一條線上。所述第四微帶線22靠近所述第三微帶線21連接部的一端且與所述第二微帶線12的橫端端口位置對應設置有下表面金屬過孔24。所述第四微帶線22的寬度為w1。

所述天線的上表面與下表面通過一個金屬銅柱穿過所述上表面金屬過孔13和下表面金屬過孔24相連，使得所述第二微帶線12、第三微帶線21以及第四微帶線22共同構成一個偶極子。

本發明實施例通過在現有天線中加入矩形諧振環11使得天線有良好的濾波效果；通過地面20構成一個反射器，使得天線具有定向的效果，具備良好的輻射特性。

下面結合具體實施例來說明本發明小型化濾波集成天線的技術效果。參照表1所示，表1為本發明小型化濾波集成天線優選實施例參數值。

表1本發明小型化濾波集成天線優選實施例參數值

如圖3所示，圖3是本發明小型化濾波集成天線優選實施例的仿真和測試的反射系數與增益效果圖。該優選實施例選用表1所示的參數值。從圖3的仿真和實測結果可以看出，本發明小型化濾波集成天線的反射系數|s11|有兩個諧振頻點，分別諧振在2.35ghz和2.45ghz。這是由于本發明在現有天線的基礎上集成了矩形諧振環，相當于集成了一個雙模高選擇性的濾波器，由于奇偶模的值不同，導致天線可以諧振在兩個頻點上，體現了良好的濾波特性。從圖3也可以看出，所測天線增益在工作頻帶內平坦，在工作頻帶外急速下降，體現了天線的高選擇性。如果去掉矩形諧振環，直接用微帶線連接，可以看出天線沒有濾波性能和帶外抑制性能。

如圖4所示，圖4為本發明小型化濾波集成天線優選實施例的仿真與測試的方向圖。該優選實施例選用表1所示的參數值。從圖4可以看出，本發明的天線在y方向有定向效果，體現了良好的輻射特性。

以上僅為本發明的優選實施例，并非因此限制本發明的專利范圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效功能變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護范圍內。