一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线制造技术

本发明专利技术属于微波通信技术领域，具体涉及一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。本发明专利技术由两个结构相同的线极化天线正交组合而成。微带差分馈线设计在介质基板底部，通过金属通孔、焊盘与设计在介质谐振器虚拟地面上的偶极子结构相连接。辐射结构由三部分组成即：偶极子，介质谐振器以安置在介质谐振器顶部的介质贴片谐振器。天线工作频段内分别对应这三个辐射体的谐振模式：偶极子的1/2波长谐振，介质谐振器的模，介质贴片谐振器的模。在低频辐射零点处，虚地上的偶极子电路结构引入辐射零点；在高频辐射零点处偶极子结构产生的电场与介质贴片谐振器模式相抵引入辐射零点，由此实现结构简单的滤波天线功能。功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线


[0001]本专利技术属于微波通信
，具体涉及一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。

技术介绍

[0002]介质谐振器具有损耗低，尺寸小，辐射效率高，设计灵活等诸多优点，被广泛应用于射频电路器件的设计中。滤波天线打破传统滤波器和天线级联的设计方法，将滤波和和辐射功能集成在一个器件中实现，在不影响天线辐射特性的情况下，提高其信号的选择能力以及杂波信号的抑制能力，同时减小尺寸降低插损。双极化天线能够传输两条相互正交互不干扰的电磁波信号，从而增加信道容量，提升通信链路的频谱效率，改善多路衰落问题，在基站、卫星通讯等领域被广泛运用。偶极子天线具有体积小、成本低、重量轻等优点，广泛运用于双极化天线的设计。与单端馈电相比，差分馈电方案具有高线性度，共模抑制、易于集成等优点。
[0003]现有的一些双极化天线主要的实现方式有磁电偶极子、贴片天线等，其普遍面临体积大、剖面高等不足。鲜有的一些基于介质谐振器的双极化天线，要么利用滤波器和天线级联的传统手段实现滤波效应，导致体积较大、插入损耗大。要么是单端馈电使得端口隔离度需要使用其他手段来优化，增大天线设计难度。对于将差分馈电、滤波天线集一身的双极化介质谐振器天线目前还没有相关报道。因此，提出一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线具有重要的价值和意义。

技术实现思路

[0004]本专利技术针对上述现有技术所存在的问题，提出了一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。本专利技术在于将偶极子设计在介质谐振器虚拟地上同时作为辐射体和馈电结构、利用偶极子天线与介质谐振器电场相抵消形成辐射零点、利用介质堆叠技术提高带宽提高匹配效果。
[0005]本专利技术为实现上述专利技术目的，采取的技术方案如下：
[0006]一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线，包括介质基板；所述介质基板上表面设置顶层金属层；所述顶层金属层设置第一圆槽与第二圆槽；所述介质基板上表面设置第一顶层金属焊盘与第二顶层金属焊盘；所述第一顶层金属焊盘设置在第一圆槽内；所述第二顶层金属焊盘设置在第二圆槽内；所述介质基板下表面设置第一底层金属带条与第二底层金属带条；所述顶层金属层上设置矩形介质谐振器；所述矩形介质谐振器上设置介质贴片谐振器；所述矩形介质谐振器内的第一方向对称面设置第一金属带条；所述矩形介质谐振器内的第二方向对称面设置第二金属带条；所述矩形介质谐振器下表面设置第一金属焊盘与第二金属焊盘；所述介质基板贯穿设置第一金属通孔与第二金属通孔；所述第一金属焊盘通过第一金属通孔与第一底层金属带条连接；所述第二金属焊盘通过第二金属通孔与第二底层金属带条连接；所述第一底层金属带条、第一金属通孔、第二顶层金属焊
盘，第一金属焊盘、第一金属带条、矩形介质谐振器、介质贴片谐振器为构成双极化差分介质谐振器天线其中的一个单极化天线结构；所述第二底层金属带条、第二金属通孔、第一顶层金属焊盘，第二金属焊盘、第二金属带条、矩形介质谐振器、介质贴片谐振器为构成双极化差分介质谐振器天线其中的另一个单极化天线结构。
[0007]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述矩形介质谐振器内的第一方向对称面与第二方向对称面均为差分馈电虚拟地。
[0008]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述第一底层金属带条与第一金属带条、第二底层金属带条与第二金属带条通过不同宽度组合形成阶跃阻抗形式或阶梯形式。
[0009]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述第一金属带条构成偶极子的馈线端及两个1/2波长谐振臂；所述第二金属带条构成偶极子的馈线端及两个1/2波长谐振臂。
[0010]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述第一圆槽、第一顶层金属焊盘、第二金属焊盘为同圆心；所述第二圆槽、第二顶层金属焊盘、第一金属焊盘为同圆心。
[0011]进一步的作为本专利技术的优选技术方案，所述第一底层金属带条、第二底层金属带条分别作为天线的输入端。
[0012]本专利技术所述的一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
[0013](1)本专利技术所述的一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线的结构中，偶极子结构同时作为辐射体和馈线，利用偶极子结构自身以及偶极子与介质谐振器的辐射场相互抵消引入辐射零点，实现结构简单的滤波天线功能。
[0014](2)本专利技术利用差分馈电的方式不需要引入额外的结构就能实现端口高隔离度，进一步简化了天线的结构。
[0015](3)本专利技术在介质谐振器顶端加载介电常数较高的介质贴片谐振器降低整体的通带频段，减小了器件的尺寸；充分利用介质谐振器设计空间，在介质谐振器两个正交的虚拟地上设计偶极子，实现双极化。
[0016](4)本专利技术具有体积小，结构简单、性能优良、集成度高等特点。
附图说明
[0017]图1是本专利技术一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线的结构立体图；
[0018]图2是本专利技术偶极子的结构示意图；
[0019]图3是本专利技术介质谐振器主模电场分布图
[0020]图4是本专利技术介质谐振器底部的焊盘结构示意图；
[0021]图5是本专利技术基板上表面金属层及焊盘结构示意图；
[0022]图6是本专利技术基板下表面微带馈线结构示意图；
[0023]图7是本专利技术双极化天线两个端口处得反射系数仿真图；
[0024]图8是本专利技术双极化天线两端口之间传输系数仿真图；
[0025]图9是本专利技术带内增益曲线仿真图；
[0026]图10是本专利技术带内辐射效率仿真图；
[0027]图11是本专利技术3.2GHz处E面、H面方向图；
[0028]图12是本专利技术3.5GHz处E面、H面方向图；
[0029]图13是本专利技术3.9GHz处E面、H面方向图；
[0030]附图中，1、介质基板；11、顶层金属层；12、第一底层金属带条；13、第二底层金属带条；111、第一圆槽；112、第一顶层金属焊盘；113、第二圆槽；114、第二顶层金属焊盘；2、矩形介质谐振器；21、介质贴片谐振器；22、第一金属带条；23、第二金属带条；24、第二金属焊盘；25、第一金属焊盘；3、第一金属通孔；4、第二金属通孔。
具体实施方式
[0031]下面结合附图详细的描述本专利技术的作进一步的解释说明，以使本领域的技术人员可以更深入地理解本专利技术并能够实施，但下面通过参考实例仅用于解释本专利技术，不作为本专利技术的限定。
[0032]如图1至图6所示，一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线，包括介质基板1；介质基板1上表面设置顶层金属层11；顶层金属层11设置第一圆槽111与第二圆槽113；介质基板1上表面设置第一顶层金属焊盘112与第二顶层金属焊盘114；第一顶层金属焊盘112设置在第一圆槽111内；第二顶层金属焊盘114设置在第二圆槽113内；介质基板1下表面设置第一底层金属带条12与第二底层金属带条13；顶层金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线，包括介质基板(1)；其特征在于，所述介质基板(1)上表面设置顶层金属层(11)；所述顶层金属层(11)设置第一圆槽(111)与第二圆槽(113)；所述介质基板(1)上表面设置第一顶层金属焊盘(112)与第二顶层金属焊盘(114)；所述第一顶层金属焊盘(112)设置在第一圆槽(111)内；所述第二顶层金属焊盘(114)设置在第二圆槽(113)内；所述介质基板(1)下表面设置第一底层金属带条(12)与第二底层金属带条(13)；所述顶层金属层(11)上设置矩形介质谐振器(2)；所述矩形介质谐振器(2)上设置介质贴片谐振器(21)；所述矩形介质谐振器(2)内的第一方向对称面设置第一金属带条(22)；所述矩形介质谐振器(2)内的第二方向对称面设置第二金属带条(23)；所述矩形介质谐振器(2)下表面设置第一金属焊盘(25)与第二金属焊盘(24)；所述介质基板(1)贯穿设置第一金属通孔(3)与第二金属通孔(4)；所述第一金属焊盘(25)通过第一金属通孔(3)与第一底层金属带条(12)连接；所述第二金属焊盘(24)通过第二金属通孔(4)与第二底层金属带条(13)连接；所述第一底层金属带条(12)、第一金属通孔(3)、第二顶层金属焊盘(114)，第一金属焊盘(25)、第一金属带条(22)、矩形介质谐振器(2)、介质贴片谐振器(21)为构成双极化差分介质谐振器天线其中的一个单极化天线结...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐慧，李慧敏，葛杰，张雪锋，周立衡，杨玲玲，陈建新，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：