一种差分馈电的高性能双极化滤波天线制造技术

本发明专利技术属于微波器件技术领域，涉及滤波天线，具体提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，用以在保证天线低剖面同时实现优异的辐射和滤波性能

【技术实现步骤摘要】
一种差分馈电的高性能双极化滤波天线


[0001]本专利技术属于微波器件
，涉及滤波天线，具体提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线
。

技术介绍

[0002]滤波天线作为滤波器和天线集成设计的产物，能够同时实现滤波和辐射的功能；由于其具有的多功能优势，近年来受到了国内外学术工作者的广泛关注
。
[0003]当前已经发展出了大量具有优异性能的滤波天线；相比于单极化滤波天线而言，双极化滤波天线还具有很大的发展空间
。
在设计双极化滤波天线时，需要同时考虑到两个极化方向的滤波效果，这对天线设计提出了更高的要求
。
截止于目前为止，设计结构简单
、
剖面低
、
辐射和滤波性能均优异的双极化滤波天线仍然是一个挑战，并且，考虑到双极化滤波天线的高应用价值，利用简单结构设计高性能双极化滤波天线具有重要的研究意义
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，该滤波天线仅采用单层介质基板与贴片结构构成，在保证天线低剖面同时实现优异的辐射和滤波性能
。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0006]一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，包括：介质层
1、
设置于介质层上表面的贴片结构
、
设置于介质层下表面的金属地板层
2、
以及内嵌设置于介质层中的短路金属探针7和馈电探针8；其特征在于：
[0007]所述贴片结构沿介质层中心呈
90
°
旋转对称结构，包括：1个大正方形贴片
4、4
个寄生小正方形贴片3及4个
V
形金属条带6，其中，大正方形贴片4位于中心位置
、
且对角线与介质层的中线重合，
V
形金属条带6的夹角为
90
°
，4个
V
形金属条带对应设置于大正方形贴片的四角外侧
、
且
V
形金属条带与大正方形贴片之间形成宽度为
g1的间隙，相邻
V
形金属条带之间形成宽度为
g
的间隙，4个寄生小正方形贴片3对应设置于大正方形贴片的四边外侧
、
且寄生小正方形贴片与
V
形金属条带之间形成宽度为
g2的间隙；
V
形金属条带的末端分别通过短路金属探针7与金属地板层2相连，大正方形贴片沿四角开设矩形缝隙
5、
且矩形缝隙5垂直于大正方形贴片的对角线，矩形缝隙内侧设置馈电探针
8、
且馈电探针8位于大正方形贴片的对角线上，馈电探针穿过介质层与大正方形贴片1相连
、
即为贴片结构馈电，位于大正方形贴片的同一条对角线上的两个馈电探针具有
180
°
相位差
。
[0008]从工作原理上讲：
[0009]本专利技术提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，采用单层介质基板与贴片结构的设计，首先提出大正方形贴片四边对应加载四个小正方形贴片的贴片结构，该结构在一对同轴探针差分馈电情况下可以实现通带双模式谐振特性，同时还会有一个高频边带零点产生，但是，该结构的高频带外抑制度和低频边带陡峭度都需要改善
。
[0010]根据探针激励原理，即馈电探针放置在模式电场强度强的位置更容易激励起模
式，如果能够降低带外频率下激励探针处的模式电场强度，模式在带外就不容易被激励，从而无法产生好的辐射，实现好的带外抑制
。
本专利技术通过在中心正方形贴片上开设矩形缝隙，改变了贴片上的电场强度分布，当把矩形缝隙开设在馈电探针外侧靠近中心正方形贴片顶点的位置时，激励探针处的电场强度在带外明显降低，因此带外辐射被抑制，实现了优异的高频带外抑制特性
。
[0011]在此基础上，为了进一步改善天线的低频边带陡峭度，中心正方形贴片外侧被加载了四个短路
V
形金属条带，用于改变天线在低频带的电流分布特性，使得中心正方形贴片上电流和四个小正方形贴片上的电流方向相反，根据反向电流辐射抵消原理，低频边带呈现了一个边带辐射零点，从而获得了更陡峭的低频边带陡峭度；并且，所加载的
V
形条带与中心正方形贴片共形，避免增加天线尺寸
。
[0012]基于上述技术方案与工作原理，本专利技术的有益效果在于：
[0013]本专利技术提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，采用简单的单层贴片结构，在保证天线低剖面同时，使天线获得良好的通带辐射性能和优异的带外抑制性能；天线通带内最大增益可达
12dBi
，具有双边带零点，高频带外抑制大于等于
22dB
，具有极低的交叉极化抑制水平
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术中差分馈电的高性能双极化滤波天线的俯视结构示意图；
[0015]图2为本专利技术中差分馈电的高性能双极化滤波天线的剖视结构示意图；
[0016]其中，1为介质层；2为金属地板层；3为寄生小正方形贴片；4为大正方形贴片；5为矩形缝隙；6为
V
形金属条带；7为短路金属探针；8为馈电探针
。
[0017]图3为实施例1中差分馈电的高性能双极化滤波天线的
S
dd11
及增益曲线图
。
[0018]图4为实施例1中差分馈电的高性能双极化滤波天线的辐射效率图和
S
dd12
；
[0019]图5为实施例1中差分馈电的高性能双极化滤波天线工作在
2.75GHz
的辐射方向图
。
[0020]图6为实施例1中差分馈电的高性能双极化滤波天线工作在
3GHz
的辐射方向图
。
[0021]图7为对比例1中双极化滤波天线的贴片结构示意图
。
[0022]图8为对比例1中双极化滤波天线的
S
dd11
及增益曲线图
。
[0023]图9为对比例2中双极化滤波天线的贴片结构示意图
。
[0024]图
10
为对比例2中双极化滤波天线的
S
dd11
及增益曲线图
。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的
、
技术方案与有益效果更加清楚明白，下面结合附图和实施例对本专利技术做进一步详细说明
。
[0026]实施例1[0027]本实施例提供一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，其结构如图1与图2所示，具体包括：介质层
1、
设置于介质层上表面的贴片结构
、
设置于介质层下表面的金属地板层
2、
以及内嵌设置于介质本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种差分馈电的高性能双极化滤波天线，包括：介质层
(1)、
设置于介质层上表面的贴片结构
、
设置于介质层下表面的金属地板层
(2)、
以及内嵌设置于介质层中的短路金属探针
(7)
和馈电探针
(8)
；其特征在于：所述贴片结构沿介质层中心呈
90
°
旋转对称结构，包括：1个大正方形贴片
(4)、4
个寄生小正方形贴片
(3)
及4个
V
形金属条带
(6)
，其中，大正方形贴片位于中心位置
、
且对角线与介质层的中线重合，
V
形金属条带的夹角为
90
°
，4个
V
形金属条带对应设置于大正方形贴片的四角外侧<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘思豪，杨德强，程博文，郭俊雷，张莹，王晓慧，连川翔，刘贤峰，潘锦，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：