本发明专利技术公开一种平面宽带滤波天线，包括下表面贴有金属接地板(2)的矩形介质基板(1)，在所述介质基板(1)的上表面设有金属贴片(3)和馈电口(4)，所述馈电口(4)置于介质基板(1)的一个窄边上，金属贴片(3)置于介质基板(1)内，金属贴片(3)与馈电口(4)相连，所述金属贴片(3)通过金属化通孔(5)与金属接地板(2)相连。本发明专利技术的平面宽带滤波天线，结构简单，带宽较宽，增益较高，能同时实现滤波以及定向辐射。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线通信天线
，特别是一种结构简单，带宽较宽，增益较高，实现滤波以及定向辐射的平面宽带滤波天线。
技术介绍
无线通信的射频前端分别设有天线和滤波器，天线和滤波器通过匹配网络连接。为了满足现代通信终端小型化需求，需将天线与滤波器进行集成，构成同时具有辐射和滤波功能的单一器件，即滤波天线(filteringantenna，filtenna)。当前，滤波天线的主要设计思路可归纳为两种：一种是在天线中级联滤波结构，使天线具有滤波特性。另—种是将滤波器和天线进行综合设计，从经典带通滤波器的综合理论出发，将天线等效成串联或并联的RLC电路，在起辐射作用的同时，也充当滤波器最后一级谐振器和负载。但是，上述方法均不可避免的增大了天线的几何尺寸，使得天线的复杂程度增加，不便于加工和使用；同时也很容易增大损耗，造成天线的增益不高或者不稳定，并且带宽较窄，应用有限。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种平面宽带滤波天线，结构简单，带宽较宽，增益较高，能同时实现滤波以及定向辐射。实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种平面宽带滤波天线，包括下表面贴有金属接地板的矩形介质基板，在所述介质基板的上表面设有金属贴片和馈电口，所述馈电口置于介质基板的一个窄边上，金属贴片置于介质基板内，金属贴片与馈电口相连，所述金属贴片通过金属化通孔与金属接地板相连。本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：1、结构简单：通过金属通孔连接上层振子与下层反射器，摆脱了双层设计，无需单独设计巴伦，减小了天线尺寸与设计复杂度，更有实用价值。通过在50欧姆微带传输线上加载紧致微带谐振单元以实现滤波，简单有效，结构紧凑，实现了小型化。2、带宽较宽：本专利技术放弃传统巴伦，采用金属通孔馈电与微带线直接馈电，以实现差分馈电，解决了传统天线频带窄的问题，3、增益较高，实现滤波以及定向辐射：采用八木天线作为辐射单元，具有增益较高，单向辐射的特点。下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术平面宽带滤波天线一实施例的结构示意图。图2为本专利技术平面宽带滤波天线另一实施例的结构示意图。图3为图2中紧致微带谐振单元的结构示意图。图4为图2所示平面宽带滤波天线的几何尺寸示例图。图5为图3中紧致微带谐振单元的几何尺寸示例图。图6为图1所示平面宽带滤波天线的HFSS仿真S11图。图7为图2所示平面宽带滤波天线的HFSS仿真S11图。图8为图2所示平面宽带滤波天线在7.5GHz的仿真辐射增益图。图9为图2所示平面宽带滤波天线在3.2GHz频率下的电流分配图。图10为图2所示平面宽带滤波天线在7.5GHz频率下的电流分配图。图中，介质基板1，金属接地板2，金属贴片3，馈电口4，金属化通孔5，第一微带传输线31，第二微带传输线32，第三微带传输线33，第一振子臂34，第二振子臂35，第一引向器36，第二引向器37，紧致微带谐振单元6，第一横向窄带线61，第二横向窄带线62，第三横向窄带线63，纵向窄带线64，微带直角三角形65，66，67，68，反射器21，馈电微带线22。具体实施方式如图1所示，本专利技术平面宽带滤波天线，包括下表面贴有金属接地板2的矩形介质基板1，在所述介质基板1的上表面设有金属贴片3和馈电口4，所述馈电口4置于介质基板1的一个窄边上，金属贴片3置于介质基板1内，金属贴片3与馈电口4相连，所述金属贴片3通过金属化通孔5与金属接地板2相连。如图1所示，所述金属贴片3包括第一微带传输线31、第二微带传输线32、第三微带传输线33、第一振子臂34、第二振子臂35、第一引向器36和第二引向器37；所述第二微带传输线32的宽度大于第一微带传输线31的宽度，小于第三微带传输线33的宽度，所述第二微带传输线32的一端与第一微带传输线31的一端相连，另一端与第三微带传输线33的宽度的一端相连，第一微带传输线31的另一端与馈电口4相连。所述馈电口4、紧致微带谐振单元6、第一微带传输线31、第二微带传输线32、第三微带传输线33沿矩形介质基板1上表面的长轴线依次纵向排列。所述第一振子臂34和第二振子臂35均呈L形，第一振子臂34与第二振子臂35沿矩形介质基板1上表面的长轴线对称布置，其一端分别置于介质基板1的两个宽边上，第二振子臂35的另一端金属化通孔5与金属接地板2相连，第一振子臂34的另一端与第三微带传输线33的另一端相连，第一振子臂34与第二振子臂35之间设有间隙。所述第一引向器36置于介质基板1上与馈电口4相对的另一窄边，并与该窄边平行，第二引向器37与第一引向器36平行，置于第一引向器36与第一振子臂34之间，第一引向器36和第二引向器37的中点均位于矩形介质基板1上表面的长轴线上。所述第一振子臂34和第二振子臂35均呈L形，采用了弯折形式，以实现小型化；所述振子臂34、35采用了不同的馈电方式，振子臂34为微带传输线直接馈电，振子臂35利用金属化通孔进行馈电，与振子臂35形成180度相位差，从而实现了微带线到共面带状线的转换。所述金属贴片3中的36、37为八木天线引向器，36、37的长度小于1/2中心频率介质波长，36、37对天线增益有较大影响。所述的馈电输入端口4的阻抗为50欧姆，所述微带传输线31的特性阻抗为50欧姆。所述金属贴片3中的36、37为八木天线引向器，36、37的长度小于1/2中心频率介质波长，36、37对天线增益有较大影响。如图2、4所示，所述第一微带传输线31经蚀刻形成一紧致微带谐振单元6，所述紧致微带谐振单元6包括相互平行的第一横向窄带线61、第二横向窄带线62、第三横向窄带线63和与之垂直的纵向窄带线64及四个微带直角三角形65、66、67、68，所述第一横向窄带线61的中点与纵向窄带线64的一端相连，第三横向窄带线63的中点与纵向窄带线64的另一端相连，第二横向窄带线62的中点与纵向窄带线64的中点相连；所述第一微带直角三角形65位于纵向窄带线64一侧的第一横向窄带线61、第二横向窄带线62之间，其一个直角边与纵向窄带线64平行且远离纵向窄带线64，其另一个直角边平行且靠近第一横向窄带线61，其远离第一横向窄带线61的顶端与第二横向窄带线62的外端相连，第一微带直角三角形65与第一横向窄带线61、纵向窄带线64之间均存在间隙；所述第二微带直角三角形66与第一微带直角三角形65关于纵向窄带线64对称，第三微带直角三角形67与第一微带直角三角形65关于第二横向窄带线62对称，第四微带直角三角形68与第三微带直角三角形67关于纵向窄带线64对称。所述紧致微带谐振单元CMRC6为上下左右对称结构，是对称二端口网络结构。如图3所示，所述紧致微带谐振单元CMRC6为上下左右对称结构，是对称二端口网络结构。如图3所示，所述紧致微带谐振单元6是一种通过微带光刻腐蚀技术，在标准50欧姆微带传输线31中形成的特定图形的特殊微带电路结构，由于在正常的50欧姆微带线31中蚀刻掉了一部分金属，形成的上下相连的细窄的微带线将增加其等效的串联电感。相反，蚀刻出的两条缝隙则增加了其等效并联电容，所以紧致微带谐振单元6可等效为RLC谐振电路，呈现带阻特性。通过调节单元的长度lc以及蚀刻图形中缝隙s1、s2、s3的尺寸大小,则可以在不同的频段本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种平面宽带滤波天线，其特征在于：包括下表面贴有金属接地板(2)的矩形介质基板(1)，在所述介质基板(1)的上表面设有金属贴片(3)和馈电口(4)，所述馈电口(4)置于介质基板(1)的一个窄边上，金属贴片(3)置于介质基板(1)内，金属贴片(3)与馈电口(4)相连，所述金属贴片(3)通过金属化通孔(5)与金属接地板(2)相连。
【技术特征摘要】
1.一种平面宽带滤波天线，其特征在于：包括下表面贴有金属接地板(2)的矩形介质基板(1)，在所述介质基板(1)的上表面设有金属贴片(3)和馈电口(4)，所述馈电口(4)置于介质基板(1)的一个窄边上，金属贴片(3)置于介质基板(1)内，金属贴片(3)与馈电口(4)相连，所述金属贴片(3)通过金属化通孔(5)与金属接地板(2)相连。2.根据权利要求1所述的滤波天线，其特征在于：所述金属贴片(3)包括第一微带传输线(31)、第二微带传输线(32)、第三微带传输线(33)、第一振子臂(34)、第二振子臂(35)、第一引向器(36)和第二引向器(37)；所述第二微带传输线(32)的宽度大于第一微带传输线(31)的宽度，小于第三微带传输线(33)的宽度，所述第二微带传输线(32)的一端与第一微带传输线(31)的一端相连，另一端与第三微带传输线(33)的宽度的一端相连，第一微带传输线(31)的另一端与馈电口(4)相连；所述馈电口(4)、第一微带传输线(31)、第二微带传输线(32)、第三微带传输线(33)沿矩形介质基板(1)上表面的长轴线依次纵向排列；所述第一振子臂(34)和第二振子臂(35)均呈L形，第一振子臂(34)与第二振子臂(35)沿矩形介质基板(1)上表面的长轴线对称布置，其一端分别置于介质基板(1)的两个宽边上，第二振子臂(35)的另一端通过金属化通孔(5)与金属接地板(2)相连，第一振子臂(34)的另一端与第三微带传输线(33)的另一端相连，第一振子臂(34)与第二振子臂(35)之间设有间隙；所述第一引向器(36)置于介质基板(1)上与馈电口(4)相对的另一窄边，并与该窄边平行，第二引向器(37)与第一引向器(36)平行，置于第一引向器(36)与第一振子臂(34)之间，第一引向器(36)和第二引向器(37)的中点均位于矩形介质基板(1)上表面的长轴线上。3.根据权利要求2所述的滤波天线，其特征在于：所述第一微带传输线(31)经蚀刻形成一紧致微带谐振单元(6)，所述紧致微带谐振单元(6)包括相互...
【专利技术属性】
技术研发人员：尹航，王道雨，汪敏，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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