带有寄生结构的偶极滤波天线制造技术

技术编号:39655439 阅读:18 留言:0更新日期:2023-12-09 11:24
本发明专利技术公开了一种带有寄生结构的偶极滤波天线,主要解决现有滤波天线难以实现超宽频段范围内高频滤波的问题

【技术实现步骤摘要】
带有寄生结构的偶极滤波天线


[0001]本专利技术属于电磁兼容
,更进一步涉及一种偶极滤波天线,可用于在复杂电磁干扰环境下工作的天线单元和在超宽频段内对带外抑制要求极高的无线系统


技术介绍

[0002]随着频谱资源的丰富利用和向高频频段的进一步开发,电子设备中存在的多个天线需要覆盖多个工作频段,同时多种电子电气设备在通断电瞬间或者发生故障时可能产生极强的电磁脉冲干扰信号,对各个频段内的天线产生干扰

强电磁脉冲干扰信号在超宽频段内都具有潜在的干扰风险,而天线单元作为典型设备的收发器件,会将强电磁脉冲能量通过耦合的方式进入射频前端从而影响前端电路中的敏感器件,导致具有不同工作频段天线的系统在同一个超宽带强电磁脉冲干扰源的作用下可能会同时遭受干扰和降级,而单个天线具有的多个高频谐振模式会使其在多个高频频段内存在遭受不同频段的强电磁脉冲干扰风险

因而针对超宽频段内的强电磁脉冲干扰风险及在强电磁脉冲环境下的天线滤波防护设计,越来越受到工程
的关注

[0003]重庆邮电大学在申请号为
CN 202310197444.8
的专利文献中提出了“一种基于多模谐振的差分端射滤波天线”,其包括介质基板和介质基板下表面的金属接地层

在介质基板上表面依序设有反向器
、3
个驱动器和一对
U
形开口谐振器及引向器

该天线利用驱动器产生的谐振模式在高频边缘产生了辐射零点,同时引向器和驱动器之间的
U
形开口谐振器在低频边缘产生了辐射零点,进而提高了天线在高频边缘和低频边缘的带外抑制水平

但是,该天线由于谐振结构所产生的谐振模式不具备超宽频段内的辐射零点,对于带外高频部分只抑制了过渡带内的高频边缘,忽略了在更高频率范围内的高频谐振模式,因而导致其无法对超宽频段内的带外高频谐振点进行有效抑制

[0004]华南理工大学在申请号为
CN 202210671627.4
的专利文献中提出了“一种基于多耦合贴片结构的双极化滤波天线”,其包括三个介质板,第一介质板上下表面设有两层覆铜层,第二介质板上表面设有第三覆铜层,第三介质板上表面设有第四覆铜层,且第一与第三覆铜层之间设有四个黄铜柱,第一与第二覆铜层之间设有两个金属过孔,第二覆铜层上设有两条微带馈线和切断缝隙,第一覆铜层上设有地板

第一十字型槽线和连接两个金属过孔的微带连接线,第三覆铜层上设有矩形驱动贴片和四个梯形寄生贴片,第四覆铜层上设有矩形寄生贴片和矩形寄生贴片中心处的第二十字型槽线以及制作于地板与两条微带馈线之间的两个输入端口

该天线利用多层馈电网络中的耦合结构和寄生贴片虽说实现了滤波效果,具有高选择性的辐射效率

但是,该天线由于多层馈电网络的结构过于复杂,各层结构中的多个缝隙和寄生贴片需要进行谐振频点设计,导致滤波天线的电磁设计复杂难度增大

[0005]华南理工大学在申请号为
CN 202211580491.2
的专利文献中提出了“一种高滚降滤波贴片天线及通信设备”,其中的滤波天线为多层贴片型滤波天线,在滤波天线的上方设置双层频率选择表面,双层频率选择表面包括间隔距离的双层介质基板,每层介质基板的
正面印制分形微带线

双层频率选择表面加载于天线正上方实现了更为快速的高滚降滤波特性

该滤波天线克服了传统滤波天线增益高频边沿滚降速率不足的缺点,有效抑制通带边沿带外辐射

但由于所增加的频率选择表面距离天线的辐射单元过近,这种近距离的耦合改变了天线的辐射电流,导致天线的波束宽度变窄,对天线的方向图产生影响


技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于针对上述现有技术的不足,提出一种带有寄生结构的偶极滤波天线,以降低多层耦合馈电网络进行滤波设计的电磁计算复杂度,避免滤波结构对天线的方向图的影响,实现对超宽频段内的带外高频谐振点的有效抑制

[0007]本专利技术的技术思路是,从超宽带内的阻抗匹配原理出发,通过增加具有电抗特性的寄生贴片对天线的输入端口引入额外的输入端口阻抗虚部值,以破坏高频部分的谐振阻抗值,在超宽频段范围内滤除高频部分的谐振频点;通过在超宽频段内的所有高频频点都引入无法谐振的阻抗虚部值,以克服现有技术中利用谐振模式的辐射零点进行滤波设计中难以实现超宽频段内滤波的不足;通过在天线传输线部分的馈电路径中引入足够面积的金属寄生贴片作为超宽频段内的滤波措施,以克服现有技术中利用多层耦合馈电网络滤波所带来的电磁设计复杂程度过高的不足;通过仅针对天线金属传输线路进行额外寄生结构的引入,不改变天线的口径尺寸和引入多层介质的感应电流的结构,以避免对偶极天线两臂上辐射电流的影响,以克服现有技术中增加频率选择表面结构后影响天线方向图的不足

[0008]根据上述思路,本专利技术的技术方案如下:
[0009]一种带有寄生结构的偶极滤波天线,包括同轴馈电结构
1、
馈电传输线
3、
蝶形偶极辐射臂
4、
辐射臂支撑结构
5、
底座支撑结构
6、
金属反射地板7,同轴馈电结构1和馈电传输线3固定在蝶形偶极辐射臂4上方,辐射臂支撑结构
5、
底座支撑结构6和金属反射地板7固定在蝶形辐射臂4的下方,其特征在于:
[0010]所述馈电传输线3上设有寄生结构2,该寄生结构与蝶形偶极辐射臂4形成平行耦合的电抗结构,以在天线输入端口引入电抗值,实现超宽频段范围内的高频滤波;
[0011]所述各部分结构均采用全金属材料

[0012]进一步,所述寄生结构2为多边形金属寄生贴片,其形状包括梯形

矩形或者三角形的任意一种

[0013]进一步,所述梯形金属寄生贴片,其总长度
L2取值为
4mm

10mm
,窄边宽度
W3的取值为
3mm

8mm
,宽边宽度
W4的取值为
6mm

20mm。
[0014]进一步,所述矩形金属寄生贴片,其总长度
L2取值为
4mm

12mm
,宽边
W4
的取值为
6mm

20mm。
[0015]进一步,所述三角形金属寄生贴片,其三角形的高
L2取值为
6mm

12mm
,三角形底边
W4
的取值为
6mm

20mm。
[0016]进一步,所述同轴馈电结构1位于寄生结构2与蝶形偶极辐射臂4之间的对称中本文档来自技高网
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种带有寄生结构的偶极滤波天线,包括同轴馈电结构
(1)、
馈电传输线
(3)、
蝶形偶极辐射臂
(4)、
辐射臂支撑结构
(5)、
底座支撑结构
(6)、
金属反射地板
(7)
,同轴馈电结构
(1)
和馈电传输线
(3)
固定在蝶形偶极辐射臂
(4)
上方,辐射臂支撑结构
(5)、
底座支撑结构
(6)
和金属反射地板
(7)
固定在蝶形辐射臂
(4)
的下方,其特征在于:所述馈电传输线
(3)
上设有寄生结构
(2)
,该寄生结构与蝶形偶极辐射臂
(4)
形成平行耦合的电抗结构,以在天线输入端口引入电抗值,实现超宽频段范围内的高频滤波;所述各部分结构均采用全金属材料
。2.
根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述寄生结构
(2)
为多边形金属寄生贴片,其形状包括梯形

矩形或者三角形的任意一种;所述梯形金属寄生贴片,其总长度
L2取值为
4mm

10mm
,窄边宽度
W3的取值为
3mm

8mm
,宽边宽度
W4的取值为
6mm

20mm
;所述矩形金属寄生贴片,其总长度
L2取值为
4mm

12mm
,宽边
W4
的取值为
6mm

20mm
;所述三角形金属寄生贴片,其三角形的高
L2取值为
6mm

12mm
,三角形底边
W4
的取值为
6mm

20mm。3.
根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述同轴馈电结构
(1)
位于寄生结构
(2)
与蝶形偶极辐射臂
(4)
之间的对称中心轴上,中心位置距离寄生结构
(2)
的外侧边缘
S1的取值为
0mm

4mm。4.
根据权利要求1所述的天线,其特征在于,所述馈电传输线
(3)
为矩形金属片状传输线或者柱状金属线缆中的任意一种,矩形金属片...

【专利技术属性】
技术研发人员:邹艳林杨远航余寅帅逸亭程潆标
申请(专利权)人:中国舰船研究设计中心
类型:发明
国别省市:

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