一種增益帶陷特性濾波天線的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質基板，介質基板的上表面設有槽線、第一擾動枝節和第二擾動枝節；槽線與介質基板的中軸線垂直，且關于介質基板的中軸線對稱；第一擾動枝節、第二擾動枝節結構與尺寸相同，分別設置在介質基板的中軸線兩側，均與槽線垂直相交，且關于介質基板的中軸線對稱；介質基板的下表面設有與介質基板的中軸線平行的微帶線；介質基板上設有金屬化過孔，微帶線通過金屬化過孔與介質基板上表面相連。本發明在不引入附加諧振器、不破壞天線阻抗頻響連續性的前提下，通過調控天線固有輻射模式而達到濾波的效果，具有結構簡單，制作成本低廉等優點，在無線通信領域有廣泛的應用前景。
【專利說明】
一種増益帶陷特性濾波天線
技術領域
[0001 ]本發明涉及微波技術領域，尤其涉及一種增益帶陷特性濾波天線。
【背景技術】
[0002]近幾十年來，隨著信息電子技術的不斷發展，各種新技術，新材料層出不窮，促使無線通信中的電子設備向低功率、小型化、多功能化的方向發展。這一發展趨勢對天線的設計提出了越來越苛刻的要求。天線不僅需要滿足越來越嚴格的設計尺寸要求，而且還需要能夠在很寬的頻帶上進行工作，同時具有較高的輻射效率。
[0003]天線和濾波器是無線通信前端最常見也是最重要的設備，其性能的好壞直接影響整個無線通信系統。在大多數無線通信系統中，濾波器一般接在天線的輸入或輸出端。在以前的系統應用中，天線和濾波器是由不同的工作者利用不同的方法設計，并且有不同的設備供應廠商提供，可以單獨工作。由于天線和濾波器尺寸較大，且彼此之間存在互耦，所以使系統的性能急劇惡化。因此，將天線和濾波器進行一體化設計，形成濾波天線(filteringantenna)，在實現輻射和濾波的同時，減小射頻設備的尺寸和重量。傳統的濾波天線設計方法有兩大類:第一，天線和濾波器單獨設計，然后進行級聯;第二，在輻射器上引入額外的窄帶諧振器，通過在阻抗頻響曲線中引入阻帶，而實現陷波特性。這些設計要么很容易增大損耗，要么會破壞阻抗頻響的連續性和脈沖信號的頻譜連續性，造成信號的拖尾振蕩，不利于用于窄脈沖信號的收發。為了避免上述缺點，本發明在不附加額外諧振器和寄生單元的前提下，通過調控天線固有輻射模式來實現濾波功能。本發明在保持天線阻抗頻響連續的情況下，利用偶次輻射模在寬邊方向形成輻射零點的特性，實現天線在該方向上的增益陷波功能。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】中所涉及到的缺陷，提供一種增益帶陷特性濾波天線，利用偶次輻射模式在寬邊方向上的輻射零點特性，實現天線的增益陷波功能。
[0005]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質基板；
所述介質基板的上表面設有槽線、第一擾動枝節和第二擾動枝節；
所述槽線與介質基板的中軸線垂直，且關于介質基板的中軸線對稱；
所述第一擾動枝節、第二擾動枝節結構與尺寸相同，分別設置在介質基板的中軸線兩側，均與槽線垂直相交，且關于介質基板的中軸線對稱；
所述第一擾動枝節、第二擾動枝節的兩端和所述槽線之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長；
所述第一擾動枝節、第二擾動枝節的中軸線和介質基板的中軸線之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長； 所述介質基板的下表面設有微帶線，所述微帶線與介質基板的中軸線平行；
所述介質基板上設有金屬化過孔，所述微帶線通過金屬化過孔與介質基板上表面相連。
[0006]作為本發明一宗增益帶陷特性濾波天線進一步的優化方案，所述槽線的長度為二分之三個波長。
[0007]作為本發明一宗增益帶陷特性濾波天線進一步的優化方案，所述微帶線的中軸線和介質基板的中軸線之間的距離不為零。
[0008]作為本發明一宗增益帶陷特性濾波天線進一步的優化方案，所述微帶線和介質基板的中軸線之間距離的范圍為四十分之一波長到八分之一波長。
[0009]作為本發明一宗增益帶陷特性濾波天線進一步的優化方案，所述介質基板的介電常數為2至20。
[0010]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1.結構簡單，成本低廉；
2.利用天線的輻射特性，使天線在不改變輻射特性的基礎上，減小損耗；
3.具有濾波的效果；
4.制作工藝簡單，有良好的應用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1是天線的正面結構與參考坐標示意圖；
圖2是天線的三維立體示意圖與參考坐標示意圖；
圖3是采用IE3D軟件計算的天線增益圖；
圖4是利用IE3D軟件計算的天線反射系數特性。
[0012]圖中，1-介質基板，2-槽線，3-第一擾動枝節，4-第二擾動枝節，5-微帶線，6_金屬化過孔。
【具體實施方式】
[0013]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
對照附圖1、圖2，本發明公開了一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質基板I;
所述介質基板I的上表面設有槽線2、第一擾動枝節3和第二擾動枝節4;
所述槽線2與介質基板I的中軸線垂直，且關于介質基板I的中軸線對稱；
所述第一擾動枝節3、第二擾動枝節4結構與尺寸相同，分別設置在介質基板I的中軸線兩側，均與槽線2垂直相交，且關于介質基板I的中軸線對稱；
所述第一擾動枝節3、第二擾動枝節4的兩端和所述槽線2之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長；
所述第一擾動枝節3、第二擾動枝節4的中軸線和介質基板I的中軸線之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長；
所述介質基板I的下表面設有微帶線5，所述微帶線5與介質基板I的中軸線平行；所述介質基板I上設有金屬化過孔6，所述微帶線5通過金屬化過孔6與介質基板I上表面相連。[OOM]所述槽線2的長度為二分之三個波長。
[0015]所述微帶線5和介質基板I的中軸線之間距離的范圍為四十分之一波長到八分之一波長。
[0016]所述介質基板I的介電常數為2至20。
[0017]附圖3是采用IE3D軟件計算的天線增益，由圖可知，在天線諧振頻率的最大輻射方向上，增益可以達到4.5dBi，比較穩定。當第一個偶次輻射模激發后，3-3.5GHz頻段上的最大增益從4.5dBi下降到-1dBi左右，表明出現“陷波”特性。
[0018]附圖4是采用IE3D軟件計算的天線反射系數特性，由圖可知，該天線激發的多個模式連續覆蓋了 2.56-4.23GHz頻段，中心頻率在3.39GHz，具有較大的連續阻抗帶寬。
[0019]綜上所述，本發明通過調控天線的輻射模式，通過局部激發偶次輻射模，在保持阻抗頻響連續性的條件下，在特定輻射方向形成增益陷波特性，從而實現濾波效果。本發明在寬帶天線的基礎上進行濾波天線的設計，無需增加額外的濾波器結構和匹配電路，使得天線的結構簡單、集成度高，更有利于濾波天線的小型化設計。
[0020]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0021]以上所述的【具體實施方式】，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發明的【具體實施方式】而已，并不用于限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質基板(I)，其特征在于: 所述介質基板(I)的上表面設有槽線(2)、第一擾動枝節(3)和第二擾動枝節(4); 所述槽線(2)與介質基板(I)的中軸線垂直，且關于介質基板(I)的中軸線對稱； 所述第一擾動枝節(3)、第二擾動枝節(4)結構與尺寸相同，分別設置在介質基板(I)的中軸線兩側，均與槽線(2)垂直相交，且關于介質基板(I)的中軸線對稱； 所述第一擾動枝節(3)、第二擾動枝節(4)的兩端和所述槽線(2)之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長； 所述第一擾動枝節(3)、第二擾動枝節(4)的中軸線和介質基板(I)的中軸線之間距離的范圍為四分之一個波長到二分之一個波長； 所述介質基板(I)的下表面設有微帶線(5)，所述微帶線(5)與介質基板(I)的中軸線平行； 所述介質基板(I)上設有金屬化過孔(6)，所述微帶線(5)通過金屬化過孔(6)與介質基板(I)上表面相連。2.根據權利要求1所述的增益帶陷特性濾波天線，其特征在于，所述槽線(2)的長度為二分之三個波長。3.根據權利要求1所述的增益帶陷特性濾波天線，其特征在于，所述微帶線(5)的中軸線和介質基板(I)的中軸線之間的距離不為零。4.根據權利要求3所述的增益帶陷特性濾波天線，其特征在于，所述微帶線(5)和介質基板(I)的中軸線之間距離的范圍為四十分之一波長到八分之一波長。5.根據權利要求1所述的增益帶陷特性濾波天線，其特征在于，所述介質基板(I)的介電常數為2至20。
【文檔編號】H01Q13/08GK105826672SQ201610301028
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月9日
【發明人】呂文俊, 王生光, 郭春睿, 楊華權, 朱洪波
【申請人】南京郵電大學