本发明专利技术公开了一种能抑制高频谐波的滤波天线，包括介质板、阶梯阻抗谐振器、阶梯阻抗对称振子、低通滤波器以及馈电单元，阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振子均设置在介质板的顶层，阶梯阻抗谐振器靠近阶梯阻抗对称振子，一起组成天线单元；低通滤波器的上导体设置在介质板的顶层，并与阶梯阻抗对称振子的左臂相接，下导体设置在介质板的底层，并通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相接；所述馈电单元的上导体设置在介质板的顶层，并与低通滤波器的上导体相接，下导体设置在介质板的底层，并与低通滤波器的下导体相接，馈电单元的上导体在介质板底层上的投影位于下导体中心处。本发明专利技术不仅具有高矩形度的特点，而且能有效地抑制有害谐波。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种滤波天线，尤其是一种能抑制高频谐波的滤波天线，属于无线移 动通信领域。
技术介绍
随着无线通信技术的快速发展，射频微波器件要求在尺寸上更紧凑，各种多功能 器件的发展被证明是解决这一问题的好办法，传统的滤波器和天线是两个独立的器件，在 无线通信系统中是单独设计的，滤波天线是天线与滤波器的集成而具有两种器件的功能。 最近几年有许多关于滤波天线的研究，文献提出了一种滤波器和天线综合设 计的方法;文献_综合出来的滤波天线具有良好的频率选择性;文献通过引入短 路过孔;文献通过加入一个寄生单元让天线具有更好的矩形度。 上述滤波天线虽然具有良好的滤波选择性，但它们无法抑制高次谐波，高次谐波 的辐射会造成额外的功率损耗，而且产生信号干扰。 参考文献： C.T.ChuangandS.J.Chung，"Synthesisanddesignofanewprinted filteringantenna，'，IEEETrans.AntennasPropag·，vol·59，no·3，pp·1036-1042， Mar.2011. W.-J.Wu，Y._Z.Yin，S.-L.Zuo，Z._Y.Zhang，andJ.-J.Xie，"Anewcompact filter-antennaformodernwirelesscommunicationsystems，'，IEEEAntennas WirelessPropag.Lett..，vol.10，pp.1131_1134,2011. C.-T.ChuangandS.-J.ChungUAcompactprintedfilteringantenna usingaground-intrudedcoupledlineresonator'，，IEEETrans.AntennasPropag·， vol.59，no.10，pp.3630-3637，Oct.2011. C.-K.LinandS.-J.ChungUAcompactfilteringmicrostripantenna withquasi-ellipticbroadsideantennagainresponse"，IEEEAntennasWireless Propag.Lett·，vol·10，pp·381-384,2011· S·W·Wong，T·G·Huang，C·X·Mao，Z·N·Chen，andQ·X·Chu"Planarfi1tering ultra-wideband(UWB)antennawithshortingpins'，，IEEETrans.AntennasPropag·， vol·61，no·2，pp·948-953，Feb·2013· J.Wu，Z.Zhao，Z.Nie，andQ.Liu，"Aprintedunidirectionalantennawith improvedupperband-edgeselectivityusingaparasiticloop'，，IEEE Trans.AntennasPropag.，vol·63，no·4，pp·1832-1873，Apr·2015〇
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决上述现有技术的缺陷，提供了一种能抑制高频谐波的滤 波天线，该滤波天线不仅具有高矩形度的特点，而且能有效地抑制有害谐波。本专利技术的目的可以通过采取如下技术方案达到： 一种能抑制高频谐波的滤波天线，包括介质板、阶梯阻抗谐振器、阶梯阻抗对称振 子、低通滤波器以及馈电单元，所述阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振子均设置在介质板 的顶层，阶梯阻抗谐振器靠近阶梯阻抗对称振子，一起组成天线单元；所述低通滤波器的上导体设置在介质板的顶层，并与阶梯阻抗对称振子的左臂相 接，低通滤波器的下导体设置在介质板的底层，并通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右 臂相接；所述馈电单元的上导体设置在介质板的顶层，并与低通滤波器的上导体相接，馈 电单元的下导体设置在介质板的底层，并与低通滤波器的下导体相接，馈电单元的上导体 在介质板底层上的投影位于馈电单元的下导体中心处。作为一种优选方案，所述低通滤波器的上导体包括相连的第一带状线和第一直角 三角形结构，所述低通滤波器的下导体包括相连的第二带状线和第二直角三角形结构，所 述第一直角三角形结构与阶梯阻抗对称振子的左臂相接，所述第二直角三角形结构通过一 个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相接，所述第一带状线与第二带状线相互平行。作为一种优选方案，所述馈电单元的上导体的一端与低通滤波器的上导体相接， 另一端位于介质板顶层的下边缘处，并与同轴线相接;所述馈电单元的下导体的一端与低 通滤波器的下导体相接，另一端位于介质板底层的下边缘处。 作为一种优选方案，所述同轴线为50欧姆的同轴线。 作为一种优选方案，所述馈电单元的上导体为矩形微带线。 作为一种优选方案，所述馈电单元的下导体为渐变微带线。 作为一种优选方案，所述渐变微带线为左右两边呈椭圆形渐变的微带线。作为一种优选方案，所述阶梯阻抗谐振器呈凹形状。作为一种优选方案，所述介质板采用厚度为0.8mm，介电常数为2.55的PCB板。 作为一种优选方案，所述天线单元和低通滤波器的总面积为34_X33mm。本专利技术相对于现有技术具有如下的有益效果： 1、本专利技术的滤波天线中，阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振子设置在介质板的顶 层，并组成天线单元，阶梯阻抗对称振子作为主辐射单元，可以将高次谐波往高频移，减少 高次谐波对辐射的影响，而阶梯阻抗谐振器阶靠近阶梯阻抗对称振子，是一个寄生的阶梯 阻抗谐振器，可以在高频阻带增加一个辐射零点，提高天线的选择性;此外，低通滤波器可 以进一步消除谐波，使天线单元的高频阻带得到进一步的提高。 2、本专利技术的滤波天线经过实验结果表明，有25 %的分数带宽，在2.5GHz到3.3GHz 的频率范围内回波损耗小于-10dB，并且在4.0GHz到14.0GHz的频率范围内没有谐波的辐 射;同时，通带内的辐射增益大约为2.5dBi，比高频阻带的最大增益高出10.3dBi。 3、本专利技术的滤波天线具有紧凑的结构、宽阻带和馈电简单的优点，可以在无线通 信中有一系列的应用。【附图说明】图1为本专利技术的滤波天线立体结构示意图。 图2为本专利技术的滤波天线平面结构示意图。图3为图2所示结构中各个部分的物理量标示图。图4为本专利技术的滤波天线的回波损耗|S11|仿真与测试结果曲线图。图5为本专利技术的滤波天线的增益仿真与测试结果曲线图。图6为本专利技术的滤波天线在频率为2.9GHz时Η面的辐射方向图。图7为本专利技术的滤波天线在频率为2.9GHz时Ε面的辐射方向图。 其中，1-介质板，2-阶梯阻抗谐振器，3-阶梯阻抗对称振子，4-低通滤波器，5-馈电 单元，6-第一带状线当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种能抑制高频谐波的滤波天线，包括介质板，其特征在于：还包括阶梯阻抗谐振器、阶梯阻抗对称振子、低通滤波器以及馈电单元，所述阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振子均设置在介质板的顶层，阶梯阻抗谐振器靠近阶梯阻抗对称振子，一起组成天线单元；所述低通滤波器的上导体设置在介质板的顶层，并与阶梯阻抗对称振子的左臂相接，低通滤波器的下导体设置在介质板的底层，并通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相接；所述馈电单元的上导体设置在介质板的顶层，并与低通滤波器的上导体相接，馈电单元的下导体设置在介质板的底层，并与低通滤波器的下导体相接，馈电单元的上导体在介质板底层上的投影位于馈电单元的下导体中心处。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：孙光华，王世伟，祝雷，褚庆昕，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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