一種增益帶陷特性濾波天線的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質(zhì)基板，介質(zhì)基板的上表面設(shè)有槽線、第一擾動(dòng)枝節(jié)和第二擾動(dòng)枝節(jié)；槽線與介質(zhì)基板的中軸線垂直，且關(guān)于介質(zhì)基板的中軸線對(duì)稱；第一擾動(dòng)枝節(jié)、第二擾動(dòng)枝節(jié)結(jié)構(gòu)與尺寸相同，分別設(shè)置在介質(zhì)基板的中軸線兩側(cè)，均與槽線垂直相交，且關(guān)于介質(zhì)基板的中軸線對(duì)稱；介質(zhì)基板的下表面設(shè)有與介質(zhì)基板的中軸線平行的微帶線；介質(zhì)基板上設(shè)有金屬化過孔，微帶線通過金屬化過孔與介質(zhì)基板上表面相連。本發(fā)明在不引入附加諧振器、不破壞天線阻抗頻響連續(xù)性的前提下，通過調(diào)控天線固有輻射模式而達(dá)到濾波的效果，具有結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，在無線通信領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景。
【專利說明】
一種増益帶陷特性濾波天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及微波技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種增益帶陷特性濾波天線。
【背景技術(shù)】
[0002]近幾十年來，隨著信息電子技術(shù)的不斷發(fā)展，各種新技術(shù)，新材料層出不窮，促使無線通信中的電子設(shè)備向低功率、小型化、多功能化的方向發(fā)展。這一發(fā)展趨勢對(duì)天線的設(shè)計(jì)提出了越來越苛刻的要求。天線不僅需要滿足越來越嚴(yán)格的設(shè)計(jì)尺寸要求，而且還需要能夠在很寬的頻帶上進(jìn)行工作，同時(shí)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(shè)備，其性能的好壞直接影響整個(gè)無線通信系統(tǒng)。在大多數(shù)無線通信系統(tǒng)中，濾波器一般接在天線的輸入或輸出端。在以前的系統(tǒng)應(yīng)用中，天線和濾波器是由不同的工作者利用不同的方法設(shè)計(jì)，并且有不同的設(shè)備供應(yīng)廠商提供，可以單獨(dú)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(tǒng)的性能急劇惡化。因此，將天線和濾波器進(jìn)行一體化設(shè)計(jì)，形成濾波天線(filteringantenna)，在實(shí)現(xiàn)輻射和濾波的同時(shí)，減小射頻設(shè)備的尺寸和重量。傳統(tǒng)的濾波天線設(shè)計(jì)方法有兩大類:第一，天線和濾波器單獨(dú)設(shè)計(jì)，然后進(jìn)行級(jí)聯(lián);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(shí)現(xiàn)陷波特性。這些設(shè)計(jì)要么很容易增大損耗，要么會(huì)破壞阻抗頻響的連續(xù)性和脈沖信號(hào)的頻譜連續(xù)性，造成信號(hào)的拖尾振蕩，不利于用于窄脈沖信號(hào)的收發(fā)。為了避免上述缺點(diǎn)，本發(fā)明在不附加額外諧振器和寄生單元的前提下，通過調(diào)控天線固有輻射模式來實(shí)現(xiàn)濾波功能。本發(fā)明在保持天線阻抗頻響連續(xù)的情況下，利用偶次輻射模在寬邊方向形成輻射零點(diǎn)的特性，實(shí)現(xiàn)天線在該方向上的增益陷波功能。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)【背景技術(shù)】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(diǎn)特性，實(shí)現(xiàn)天線的增益陷波功能。
[0005]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案:
一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質(zhì)基板；
所述介質(zhì)基板的上表面設(shè)有槽線、第一擾動(dòng)枝節(jié)和第二擾動(dòng)枝節(jié)；
所述槽線與介質(zhì)基板的中軸線垂直，且關(guān)于介質(zhì)基板的中軸線對(duì)稱；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)、第二擾動(dòng)枝節(jié)結(jié)構(gòu)與尺寸相同，分別設(shè)置在介質(zhì)基板的中軸線兩側(cè)，均與槽線垂直相交，且關(guān)于介質(zhì)基板的中軸線對(duì)稱；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)、第二擾動(dòng)枝節(jié)的兩端和所述槽線之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)、第二擾動(dòng)枝節(jié)的中軸線和介質(zhì)基板的中軸線之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長； 所述介質(zhì)基板的下表面設(shè)有微帶線，所述微帶線與介質(zhì)基板的中軸線平行；
所述介質(zhì)基板上設(shè)有金屬化過孔，所述微帶線通過金屬化過孔與介質(zhì)基板上表面相連。
[0006]作為本發(fā)明一宗增益帶陷特性濾波天線進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述槽線的長度為二分之三個(gè)波長。
[0007]作為本發(fā)明一宗增益帶陷特性濾波天線進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述微帶線的中軸線和介質(zhì)基板的中軸線之間的距離不為零。
[0008]作為本發(fā)明一宗增益帶陷特性濾波天線進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述微帶線和介質(zhì)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(fā)明一宗增益帶陷特性濾波天線進(jìn)一步的優(yōu)化方案，所述介質(zhì)基板的介電常數(shù)為2至20。
[0010]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:
1.結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(yīng)用前景。
【附圖說明】
[0011]圖1是天線的正面結(jié)構(gòu)與參考坐標(biāo)示意圖；
圖2是天線的三維立體示意圖與參考坐標(biāo)示意圖；
圖3是采用IE3D軟件計(jì)算的天線增益圖；
圖4是利用IE3D軟件計(jì)算的天線反射系數(shù)特性。
[0012]圖中，1-介質(zhì)基板，2-槽線，3-第一擾動(dòng)枝節(jié)，4-第二擾動(dòng)枝節(jié)，5-微帶線，6_金屬化過孔。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明:
對(duì)照附圖1、圖2，本發(fā)明公開了一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質(zhì)基板I;
所述介質(zhì)基板I的上表面設(shè)有槽線2、第一擾動(dòng)枝節(jié)3和第二擾動(dòng)枝節(jié)4;
所述槽線2與介質(zhì)基板I的中軸線垂直，且關(guān)于介質(zhì)基板I的中軸線對(duì)稱；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)3、第二擾動(dòng)枝節(jié)4結(jié)構(gòu)與尺寸相同，分別設(shè)置在介質(zhì)基板I的中軸線兩側(cè)，均與槽線2垂直相交，且關(guān)于介質(zhì)基板I的中軸線對(duì)稱；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)3、第二擾動(dòng)枝節(jié)4的兩端和所述槽線2之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長；
所述第一擾動(dòng)枝節(jié)3、第二擾動(dòng)枝節(jié)4的中軸線和介質(zhì)基板I的中軸線之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長；
所述介質(zhì)基板I的下表面設(shè)有微帶線5，所述微帶線5與介質(zhì)基板I的中軸線平行；所述介質(zhì)基板I上設(shè)有金屬化過孔6，所述微帶線5通過金屬化過孔6與介質(zhì)基板I上表面相連。[OOM]所述槽線2的長度為二分之三個(gè)波長。
[0015]所述微帶線5和介質(zhì)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(zhì)基板I的介電常數(shù)為2至20。
[0017]附圖3是采用IE3D軟件計(jì)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(dá)到4.5dBi，比較穩(wěn)定。當(dāng)?shù)谝粋€(gè)偶次輻射模激發(fā)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(xiàn)“陷波”特性。
[0018]附圖4是采用IE3D軟件計(jì)算的天線反射系數(shù)特性，由圖可知，該天線激發(fā)的多個(gè)模式連續(xù)覆蓋了 2.56-4.23GHz頻段，中心頻率在3.39GHz，具有較大的連續(xù)阻抗帶寬。
[0019]綜上所述，本發(fā)明通過調(diào)控天線的輻射模式，通過局部激發(fā)偶次輻射模，在保持阻抗頻響連續(xù)性的條件下，在特定輻射方向形成增益陷波特性，從而實(shí)現(xiàn)濾波效果。本發(fā)明在寬帶天線的基礎(chǔ)上進(jìn)行濾波天線的設(shè)計(jì)，無需增加額外的濾波器結(jié)構(gòu)和匹配電路，使得天線的結(jié)構(gòu)簡單、集成度高，更有利于濾波天線的小型化設(shè)計(jì)。
[0020]本技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科學(xué)術(shù)語)具有與本發(fā)明所屬領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員的一般理解相同的意義。還應(yīng)該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術(shù)語應(yīng)該被理解為具有與現(xiàn)有技術(shù)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(huì)用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0021]以上所述的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)行了進(jìn)一步詳細(xì)說明，所應(yīng)理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】而已，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增益帶陷特性濾波天線，包含介質(zhì)基板(I)，其特征在于: 所述介質(zhì)基板(I)的上表面設(shè)有槽線(2)、第一擾動(dòng)枝節(jié)(3)和第二擾動(dòng)枝節(jié)(4); 所述槽線(2)與介質(zhì)基板(I)的中軸線垂直，且關(guān)于介質(zhì)基板(I)的中軸線對(duì)稱； 所述第一擾動(dòng)枝節(jié)(3)、第二擾動(dòng)枝節(jié)(4)結(jié)構(gòu)與尺寸相同，分別設(shè)置在介質(zhì)基板(I)的中軸線兩側(cè)，均與槽線(2)垂直相交，且關(guān)于介質(zhì)基板(I)的中軸線對(duì)稱； 所述第一擾動(dòng)枝節(jié)(3)、第二擾動(dòng)枝節(jié)(4)的兩端和所述槽線(2)之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長； 所述第一擾動(dòng)枝節(jié)(3)、第二擾動(dòng)枝節(jié)(4)的中軸線和介質(zhì)基板(I)的中軸線之間距離的范圍為四分之一個(gè)波長到二分之一個(gè)波長； 所述介質(zhì)基板(I)的下表面設(shè)有微帶線(5)，所述微帶線(5)與介質(zhì)基板(I)的中軸線平行； 所述介質(zhì)基板(I)上設(shè)有金屬化過孔(6)，所述微帶線(5)通過金屬化過孔(6)與介質(zhì)基板(I)上表面相連。2.根據(jù)權(quán)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(gè)波長。3.根據(jù)權(quán)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(zhì)基板(I)的中軸線之間的距離不為零。4.根據(jù)權(quán)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(zhì)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(jù)權(quán)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(zhì)基板(I)的介電常數(shù)為2至20。
【文檔編號(hào)】H01Q13/08GK105826672SQ201610301028
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年5月9日
【發(fā)明人】呂文俊, 王生光, 郭春睿, 楊華權(quán), 朱洪波
【申請人】南京郵電大學(xué)