一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线，解决了贴片滤波天线没有好的带外抑制的技术问题，两块按上下顺序层叠的介质基板，第一介质基板上表面印制蚀刻有矩形双缝结构的矩形金属辐射贴片，形成高频处的辐射零；第二介质基板的上下表面分别印制金属地板和十字交叉型金属微带馈线，金属地板上蚀刻有一通透的矩形缝隙和一个U型缝隙，U型缝隙处于金属地板中心位置，形成一个低频处的辐射零；第一和第二介质基板间存在空气层。本发明专利技术通过在上下介质基板上分设滤波结构，分别产生了高频和低频处的辐射零点，又增加了十字型馈线，增加了带外抑制范围，提高了通带选择性，降低了带外增益水平，可应用于无线通讯系统中。可应用于无线通讯系统中。可应用于无线通讯系统中。

【技术实现步骤摘要】
一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线


[0001]本专利技术属于天线
，涉及贴片式滤波天线，具体是一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线，适用于要求有易于集成的结构，且能抑制干扰信号的通信系统中。

技术介绍

[0002]由于通信系统发展，通信系统各部分比以前有了很大变化与进步。系统刚开始只需要实现简单的信号传递，功能较为单一，也没有考虑噪声对通信系统的影响。到现代通信发展出了越来越多的形式，为了实现更好的通信效果，增强对抗恶劣环境的能力，对通信设备的要求越来越高了。
[0003]随着通信各个频段使用越来越多，解决信号干扰成为日益突出的问题，对于通信前端的天线来说，为了提高通信系统的抗干扰能力，具有良好的带外抑制效果的天线成为研究的重要方面，带外信号抑制方法不断被提出。此外，为了提高信号识别的精确度，天线要对信号有较好的选择性，因此通信系统中的天线具有滤波效果也成为重要指标。然而现有技术中具有谐波抑制特性的天线很少同时具有滤波特性，天线匹配阻抗可以抑制到较宽的范围，但是增益抑制却不能达到较低的水平，在通带外仍然有较强的辐射。另外复杂的结构也使得天线的加工难度大大增加。因为通信系统正朝着小型化，低成本方向发展，必然要求天线应具有低剖面和小型化和易加工的特点。贴片型天线自从被提出后有很多的应用，它具有易加工，且易于和通信系统中其他结构集成的特点。现有技术中贴片型滤波天线有好的增益抑制效果，但是带外增益抑制范围较小。例如在公开号为CN112736423A的一种紧凑型低剖面差分滤波微带贴片天线，由单层介质基板，金属地板和金属层组成，其中金属层由两个蜿蜒枝节加载的准T形谐振器和一个准H形贴片组成；准T形谐振器在低频引进一个辐射零点，准H形贴片在高频引进一个辐射零点，极大提高频率选择性。因为贴片天线会产生高频谐波，但是其模型中谐波抑制没有很宽。没有良好的谐波抑制，通信系统会收到高频谐波的影响，通信效果就会下降。
[0004]滤波天线的带外抑制范围很小，高频杂波抑制效果有限，是现有技术存在的缺陷。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于克服上述现有技术存在的缺陷，提出了一种高频谐波抑制良好的低剖面具有宽带外抑制的滤波天线。
[0006]本专利技术是一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线，包括有介质基板，介质基板上印制有金属辐射贴片、金属地板和微带馈线，金属辐射贴片和金属地板上蚀刻缝隙线；印制在介质基板上的微带馈线通过缝隙对金属辐射贴片耦合馈电，其特征在于，设有两块形状尺寸和质地相同的介质基板，按上下顺序层叠，居上的介质基板为第一矩形介质板，处于下方的介质基板为第二矩形介质板；所述第一矩形介质板的上表面居中印制有矩形金属辐射贴片，矩形金属辐射贴片上平行于X轴蚀刻有矩形双缝结构，顶点位于矩形金属辐射贴片长边上；所述第二矩形介质板的上表面印制金属地板，金属地板中心位置蚀刻有一个U型缝
隙，U型缝隙两条平行线平行于矩形双缝结构，形成一个低频处的辐射零点，该U型缝隙封口端处于X轴正向；金属地板上平行于Y轴蚀刻有一通透的矩形缝隙，形成对矩形金属辐射贴片耦合馈电缝隙，矩形缝隙靠近U型缝隙封口端；所述第二矩形介质板的下表面印制有十字交叉型金属微带馈线，所述十字交叉型金属微带馈线长线平行于X轴，长线中心与第二矩形介质板的中心线重合，长线一端边与第二矩形介质板靠近矩形缝隙所在一侧的介质板同边缘；所述第一矩形介质板和第二矩形介质板中间空气层为1mm。
[0007]本专利技术解决了贴片滤波天线没有好的带外谐波抑制的技术问题。
[0008]与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
[0009]高频通带边缘具有更好的频率选择性：本专利技术印制在第一矩形介质板上表面带有一对缝隙的辐射贴片，有效的在通带高频处产生一个辐射零点，是一个高频增益抑制点。另外矩形辐射贴片上缝隙的引入导致辐射贴片电流发生变化，使得天线通带带宽增加了一倍。仿真结果表明，本专利技术阻抗相对带宽为9％，阻带增益抑制在
‑
10dB以下，本专利技术高频通带边缘有较好的频率选择性。
[0010]提高了通带低频边缘处的选择性：本专利技术由于金属地板上引入一个U型缝隙，该U形缝隙和矩形缝隙相邻，调节U型槽的长度，可以获得低频处的辐射零点，是一个低频增益抑制点，该辐射零提高了通带低频边缘处的选择性，由于该缝隙处于金属地板上，其在特定频率发生谐振，产生能量耗散，阻止能量传递到辐射贴片来形成辐射零，不会对辐射贴片产生影响，使得通带方向图辐射特性良好，本专利技术低频阻带增益抑制也在
‑
10dB以下。
[0011]天线阻带抑制效果良好：本专利技术由于馈线加入开路枝节形成十字交叉型结构，枝节在原有的微带馈线的谐振模式基础上产生了一个传输零点，适当调节枝节长度可以控制传输零的位置，调整传输零点频率到天线谐波处，可以很好地抑制阻带谐波，并且阻带增益抑制为
‑
10dB以下的范围从5.8增加到8.4GHz。另外微带线低频传输频点不受影响，保证通带辐射特性的稳定。仿真结果表明天线在通带效率高达92％，而阻带效率均低于10％，表明天线阻带抑制效果良好。
[0012]结构简明：传统天线用级联滤波电路来获得带外抑制效果，但是电路复杂损耗较大，还会对通带辐射有较大影响，并且体积较大难以集成。本专利技术采用滤波结构和十字交叉型馈线简单，实现宽的带外抑制效果，对通带辐射影响较小，简单结构有较大优势。
附图说明
[0013]图1是本专利技术的整体结构示意图；
[0014]图2是本专利技术侧视结构图；
[0015]图3是本专利技术第二介质基板上表面的辐射贴片结构示意图；
[0016]图4是本专利技术第二介质基板上表面的金属地板蚀刻缝隙结构示意图；
[0017]图5是本专利技术第二介质基板下表面的十字交叉型微带馈线结构示意图；
[0018]图6是本专利技术实施例的S
11
‑
频率仿真结果图；
[0019]图7是本专利技术实施例的增益
‑
频率仿真结果图；
[0020]图8是本专利技术的辐射效率
‑
频率仿真结果图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术详细描述：
[0022]实施例1
[0023]通信系统功能随着近年来的不断发展越来越多，制造也越来越精准，多功能和小型化要求也逐渐普遍，贴片天线因为易于集成和制造而被广泛应用，但是通信中信号干扰影响通信质量，贴片滤波天线可以滤除干扰信号，然而通常的贴片滤波天线仅能抑制通带附近的干扰信号或者结构较为复杂，仍然会受到高频谐波的影响，为此本专利技术经过研究与实验设计出一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线。
[0024]本专利技术是一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线，包括有介质基板，介质基板上印制有金属辐射贴片、金属地板和微带馈线，金属辐射贴片和金属地板上蚀刻缝隙线；印制在介质基板上的微带馈线通过缝隙对金属辐射贴片耦合馈电，参见图1，本专利技术设有两块形状尺寸和质地相同的介质基板，按上下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低剖面具有宽带外抑制的滤波天线，包括有介质基板，介质基板上印制有金属辐射贴片、金属地板和微带馈线，金属辐射贴片和金属地板上蚀刻缝隙线；印制在介质基板上的微带馈线通过缝隙对金属辐射贴片耦合馈电，其特征在于，设有两块形状尺寸和质地相同的介质基板，按上下顺序层叠，居上的介质基板为第一矩形介质板(1)，处于下方的介质基板为第二矩形介质板(2)；所述第一矩形介质板(1)的上表面居中印制有矩形金属辐射贴片(3)，矩形金属辐射贴片(3)上平行于X轴蚀刻有矩形双缝结构(8)，矩形双缝结构(8)两顶点位于矩形金属辐射贴片(3)长边上；所述第二矩形介质板(2)的上表面印制金属地板(4)，金属地板(4)中心位置蚀刻有一个U型缝隙(9)，U型缝隙(9)两条平行线平行于矩形双缝结构(8)，形成一个低频处的辐射零点，该U型缝隙(9)封口端处于X轴正向；金属地板(4)上平行于Y轴蚀刻有一通透的矩形缝隙(5)，形成对矩形金属辐射贴片(3)耦合馈电缝隙，矩形缝隙(5)靠近U型缝隙(9)封口端；所述第二矩形介质板(2)的下表面印制有十字交叉型金属微带馈线(6)，所述十字交叉型金属微带馈线(6)长线平行于X轴，长线中心与第二矩形介质板的中心线重合，长线一端边与第二矩形介质板(2)靠近矩形缝隙(5)所在一侧的介质板同边缘；所述第一矩形介质板(1)和第二矩形介质板(2)中间空气层(7)为1mm。2.根据权利要求1所述的一种低剖面具...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立，孙季秋，翁子彬，鲁昊，曹志勋，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：