一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，通过耦合槽缝隙激励含有接地结构的条带型介质贴片，并通过在条带型介质贴片中引入非金属化通孔，实现了高增益的双模条带型介质贴片滤波天线，且具有小尺寸、低剖面和高效率的优点。和高效率的优点。和高效率的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线


[0001]本专利技术涉及一种无线通信器件，具体涉及一种介质贴片滤波天线。

技术介绍

[0002]滤波天线是集成了滤波和辐射功能的多功能组件，不仅能够提高系统的集成度、降低对系统中滤波器的要求，而且还能降低相邻频带天线的互耦，实现了通信系统的小型化。另一方面，由于介质材料不存在导体损耗，因此介质天线具有低损耗、高辐射效率及高设计自由度等优点。根据工作模式的不同，介质天线可以分为介质谐振器天线和介质贴片天线。其中介质谐振器天线工作于HEM模式，场主要分布在介质谐振器内，剖面高度较高。介质贴片天线工作于TM模式，场主要分布在介质基板内部，剖面高度低。虽然介质贴片天线剖面高度得到降低，但是介质辐射体大多数是圆形或者方形，平面尺寸较大。
[0003]而条带型介质贴片滤波天线既解决了介质谐振器天线的高剖面和介质贴片天线的平面大尺寸的问题也融合了滤波功能而被逐渐关注。现有报道的条带型介质贴片滤波天线较少，虽然在剖面和平面尺寸上都得到了改善，但是增益较低。所以一种高增益的双模条带型介质贴片滤波天线具有一定的研究价值。

技术实现思路

[0004]专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，在实现滤波辐射的同时，兼备小尺寸、低剖面、高增益的优点。
[0005]技术方案：一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，包括从上而下依次设置的顶层高介电常数条带型介质贴片、上层低介电常数基片层、中间金属层结构、下层低介电常数基片层，以及底层金属馈线结构；
[0006]在顶层高介电常数条带型介质贴片左右两侧距离边缘六分之一长度处分别开设一个第一非金属化通孔，并在两个第一非金属化通孔之间开设中心对称等间距的五个第二非金属化通孔；
[0007]上层低介电常数基片层中设置呈2列
×
5行排布的金属化通孔，并在2列金属化通孔的上表面分别附有一条金属条带，金属条带通过金属化通孔与中间金属层结构连接；其中，该2列金属化通孔分别位于所述第一非金属化通孔的正下方；
[0008]中间金属层结构刻蚀有耦合槽，耦合槽位于2列金属化通孔中线正下方；底层金属馈线结构与所述中间金属层结构的耦合槽正交。
[0009]进一步的，所述第一非金属化通孔的直径为0.045λ0，所述第二非金属化通孔的直径为0.027λ0，λ0为中心频率对应的空气波长。
[0010]有益效果：现有的条带型介质贴片滤波天线虽然在剖面和平面尺寸上都得到了改善，但是增益较低。本专利技术的一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，通过耦合槽缝隙激励含有接地结构的条带型介质贴片，并通过在条带型介质贴片中引入非金属化通孔，实现了高增益的双模条带型介质贴片滤波天线，且具有小尺寸、低剖面和高效率的优点。
[0011]具体的，本专利技术通过在距离顶层高介电常数条带型介质贴片1边缘六分之一处下方的上层低介电常数基片层2内设置2列
×
5行排布的金属化通孔22，并在金属化通孔22的上表面附有两条金属条带21，将TM
1δ
模搬移到TM
3δ
模附近构成双模条带型介质贴片谐振器。在此基础上通过耦合槽缝隙激励双模条带型介质贴片谐振器的TM
1δ
模和TM
3δ
模构成辐射频带。与现有的条带型介质贴片滤波天线相比具有高增益的优势。
[0012]此外，通过在顶层高介电常数条带型介质贴片1中引入非金属通孔11和12可以有效地抑制带外高频不需要的谐波模式，提高带外抑制水平。
附图说明
[0013]图1为本专利技术双模条带型介质贴片的高增益滤波天线的结构爆炸图；
[0014]图2为本专利技术双模条带型介质贴片的高增益滤波天线的剖面结构示意图；
[0015]图3为本专利技术双模条带型介质贴片的高增益滤波天线的俯视结构示意图；
[0016]图4为实施例中高增益滤波天线的S参数和增益曲线图；
[0017]图5为实施例中高增益滤波天线的的效率图；
[0018]图6为实施例中高增益滤波天线在13.6GHz处的仿真E面和H面方向图。
具体实施方式
[0019]下面结合附图对本专利技术做更进一步的解释。
[0020]如图1至图3所示，一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，该天线为左右对称结构，主要由从上而下依次设置的顶层高介电常数条带型介质贴片1、上层低介电常数基片层2、中间金属层结构3、下层低介电常数基片层4，以及底层金属馈线结构5组成。
[0021]顶层高介电常数条带型介质贴片1的平面尺寸为λ0为中心频率对应的空气波长，在顶层高介电常数条带型介质贴片1左右两侧距离边缘六分之一长度处分别开设一个直径为0.045λ0的非金属化通孔11，并在两个非金属化通孔11之间开设中心对称等间距的五个直径为0.027λ0的非金属化通孔12。
[0022]顶层高介电常数条带型介质贴片1位于上层低介电常数基片层2上表面。上层低介电常数基片层2中设置呈2列
×
5行排布的金属化通孔22，并在2列金属化通孔22的上表面分别附有一条金属条带21，该2列金属化通孔22同样在顶层高介电常数条带型介质贴片1距离边缘六分之一长度处下方，即分别正对两个直径为0.045λ0的非金属化通孔11。金属条带21通过金属化通孔22与中间金属层结构3连接，金属化通孔22、金属条带21以及中间金属层结构3构成接地结构。
[0023]中间金属层结构3刻蚀有耦合槽31，耦合槽31位于2列金属化通孔22中线正下方。底层金属馈线结构5位于下层低介电常数基片层4的下表面，并与中间金属层结构3的耦合槽31正交。
[0024]顶层高介电常数条带型介质贴片1、上层低介电常数基片2、金属条带21、金属化通孔22及中间金属层结构3构成条带型介质贴片谐振器。天线工作时，信号通过底层金属馈线结构5馈入，经过中间金属层结构3上的耦合槽31耦合到顶层高介电常数条带型介质贴片1，通过接地结构，可以将TM
1δ
模搬移到TM
3δ
模附近构成双模条带型介质贴片谐振器。在此基础上通过耦合槽缝隙激励双模条带型介质贴片的TM
1δ
模和TM
3δ
模构成辐射频带。
[0025]此外，通过在顶层高介电常数条带型介质贴片1中引入非金属通孔11和12可以有效地抑制带外高频不需要的谐波模式，提高带外抑制水平。
[0026]通过在顶层高介电常数条带型介质贴片1距离边缘六分之一处引入两个直径为0.045λ0的非金属化通孔11，可以有效地抑制带外不需要的谐波模式，提高带外抑制水平。通过在顶层高介电常数条带型介质贴片1中引入中心对称等间距分布的五个直径为0.027λ0的非金属化通孔12，可以有效地抑制带外不需要的谐波模式，提高带外抑制水平。
[0027]下面列出了本专利技术的一个设计案例，其结构如图1至图3所示，辐射体尺寸为本案例设计采用高介电常数介质的介电常本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模条带型介质贴片的高增益滤波天线，其特征在于，包括从上而下依次设置的顶层高介电常数条带型介质贴片(1)、上层低介电常数基片层(2)、中间金属层结构(3)、下层低介电常数基片层(4)，以及底层金属馈线结构(5)；在顶层高介电常数条带型介质贴片(1)左右两侧距离边缘六分之一长度处分别开设一个第一非金属化通孔(11)，并在两个第一非金属化通孔(11)之间开设中心对称等间距的五个第二非金属化通孔(12)；上层低介电常数基片层(2)中设置呈2列
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5行排布的金属化通孔(22)，并在2列金属化通孔(22)的上表面分别附...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐凯，王世玮，金力新，施金，蔡蓉，张凌燕，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：