具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，包括三层金属贴片和两层介质基板，上层金属贴片包括4组金属片单元，每一组金属片单元包括两个半环形金属片上下间隔设定距离组成的空心环形金属片和位于空心环中央位置的一个椭圆形金属片，根据贴片的电场和磁场的特定分布，对贴片进行形状修改和排列分布，使天线表现出所需的耦合特性，实现带外辐射抑制的滤波特性；中间层金属贴片平铺整个下层介质基板的上表面并刻蚀四个矩形缝隙；下层金属贴片以矩形微带线为基础设置多枝节微带线，使天线引入多个谐振点，从而拓宽带宽，并采用微带线组成一分四功分器为上层金属贴片馈电

【技术实现步骤摘要】
具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线


[0001]本专利技术涉及微带滤波天线
，特别是一种具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线
。

技术介绍

[0002]随着现代无线通信技术的快速发展，对通信系统容量的需求不断增大
。
为了提高通信系统容量，避免信道拥塞和干扰，天线性能也在不断提高
。
传统的窄带天线不能满足天线现代通信系统的要求
。
若使用多副天线实现宽频带目的会造成天线成本过高，而且多天线之间相互干扰等问题，反而降低天线通信质量
。
宽带滤波天线能够解决带宽窄
、
天线间互扰
、
制作成本高等问题
。
[0003]滤波天线本身就兼具滤波和辐射功能，在实现滤波增益响应和带阻特性的同时，又能保证天线正向辐射
。
滤波天线与常规天线相比，具有小型化
、
高带外抑制
、
低损耗等方面的优势
。
但目前，微带滤波天线往往存在工作频带窄
、
天线方向图不稳定
、
结构复杂实现困难等问题
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种结构简单
、
容易实现的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，该天线带阻特性强
、
频带宽
、
损耗小
。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，包括由上至下顺次设置的上层金属贴片
、
上层介质基板
、
中间层金属贴片
、
下层介质基板
、
下层金属贴片；
[0006]所述上层金属贴片由4组金属片单元组成，每一组金属片单元包括上
、
下两个半环形金属片，两个半环形金属片间隔设定距离组成空心环形金属片，空心环形金属片中央位置设置一个椭圆形金属片；根据电场和磁场的分布，对金属片进行形状调整和排列分布，使天线表现出所需的耦合特性，实现带外辐射抑制的滤波特性；
[0007]所述上层介质基板连接上层金属贴片和中间层金属贴片；
[0008]所述中间层金属贴片平铺整个下层介质基板的上表面并刻蚀四个矩形缝隙；
[0009]所述下层介质基板连接中间层金属贴片和下层金属贴片；
[0010]所述下层金属贴片以矩形微带线为基础设置多枝节微带线，使天线引入多个谐振点，并采用微带线组成一分四功分器为上层金属贴片馈电
。
[0011]进一步地，所述上层金属贴片由4组金属片单元组成，呈2×2阵列式排列，分别是设置于左上角的第一组金属片单元，左下角的第二组金属片单元，右上角的第三组金属片单元和设置于右下角的第四组金属片单元；
[0012]所述第一组金属片单元由3个金属片组成，包括第一金属片
、
第二金属片
、
第三金属片；第一金属片和第二金属片结构尺寸相同，上下对称设置；第三金属片置于第一金属片和第二金属片上下间隔设定距离组成的空心环形之内
。
[0013]进一步地，所述第三金属片与第一矩形贴片的距离和第三金属片与第二矩形贴片的距离相等，第三金属片置于第一金属片和第二金属片上下间隔设定距离组成的空心环的正中央
。
[0014]进一步地，上层介质基板
、
金属接地板
、
下层介质基板的形状和大小相同
。
[0015]进一步地，所述中间层金属贴片刻蚀4个完全相同的矩形缝隙，分别是设置于左上角的第一矩形缝隙
、
右上角的第二矩形缝隙
、
左下角的第三矩形缝隙和右下角的第四矩形缝隙
。
[0016]进一步地，所述下层金属贴片包括第四金属片，第四金属片分别连接第五金属片
、
第六金属片，第五金属片连接第七金属片，第六金属片连接第八金属片，第七金属片分别连接第九金属片
、
第十金属片，第八金属片分别连接第十一金属片和第十二金属片；
[0017]所述第九金属片
、
第十金属片
、
第十一金属片和第十二金属片结构相同且均呈
L
型，
L
型包括其水平部分和垂直部分，第九金属片
、
第十金属片
、
第十一金属片和第十二金属片水平部分和垂直部分的方向皆相同；
[0018]所述第九金属片
、
第十金属片
、
第十一金属片和第十二金属片的垂直部分沿着微带线延伸方向，在两侧边沿添加
L
型枝节，将垂直部分形成多枝节微带线
。
[0019]进一步地，所述第五金属片右下角刻蚀第一三角形；所述第六金属片右上角的刻蚀第二三角形；
[0020]所述第五金属片左上角和第七金属片左上角的连接处刻蚀第三三角形，所述第五金属片右上角和第七金属片左下角的连接处添加第四三角形，第七金属片右下角刻蚀第五三角形；
[0021]所述第六金属片左下角和第八金属片左下角的连接处刻蚀第六三角形，所述第六金属片右下角和第八金属片左上角的连接处添加第七三角形，第八金属片右下角刻蚀第八三角形
。
[0022]进一步地，所述第九金属片的水平部分的右上角刻蚀第九三角形，右下角添加第十三角形，左下角刻蚀第十一三角形；第十金属片的水平部分的左上角刻蚀第十二三角形，左下角添加第十三三角形，右下角刻蚀第十四三角形；第十一金属片的水平部分的右上角刻蚀第十五三角形，右下角添加第十六三角形，左下角刻蚀第十七三角形；第十二金属片水平部分的左上角刻蚀第十八三角形，左下角添加第十九角形，右下角刻蚀第二十三角形
。
[0023]进一步地，能量由下层金属贴片的第四金属片输入，经第五～八金属片传输到第九～十二金属片垂直部分的多枝节微带线，穿过第一～第四矩形缝隙传输到第一～第四组金属片单元向外辐射
。
[0024]进一步地，上层介质基板的厚度为
3.175mm
，下层介质基板的厚度为
2.078mm
，天线的整体高度为
5.253mm。
[0025]本专利技术与现有技术相比，其显著优点为：
(1)
根据贴片的电场和磁场的特定分布对金属贴片修改形状和重新排列布局设计，滤波天线获得辐射零点及带外抑制能力；
(2)
通过加载枝节引入多个谐振点，成功拓宽了带宽，并且天线方向图稳定，交叉极化水平低，结构简单低损耗，易于加工实现；
(3)
在接地板蚀刻矩形缝隙，通过底层微带线组成的一分四功分器为上层辐射结构馈电，天线实现高增益性能，具有稳定的辐射模式，并且辐射方向更集中
。
附图说明
[0026]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，包括由上至下顺次设置的上层金属贴片
(1)、
上层介质基板
(2)、
中间层金属贴片
(3)、
下层介质基板
(4)、
下层金属贴片
(5)
；所述上层金属贴片
(1)
由4组金属片单元组成，每一组金属片单元包括上
、
下两个半环形金属片，两个半环形金属片间隔设定距离组成空心环形金属片，空心环形金属片中央位置设置一个椭圆形金属片；根据电场和磁场的分布，对金属片进行形状调整和排列分布，使天线表现出所需的耦合特性，实现带外辐射抑制的滤波特性；所述上层介质基板
(2)
连接上层金属贴片
(1)
和中间层金属贴片
(3)
；所述中间层金属贴片
(3)
平铺整个下层介质基板
(4)
的上表面并刻蚀四个矩形缝隙；所述下层介质基板
(4)
连接中间层金属贴片
(3)
和下层金属贴片
(5)
；所述下层金属贴片
(5)
以矩形微带线为基础设置多枝节微带线，使天线引入多个谐振点，并采用微带线组成一分四功分器为上层金属贴片
(1)
馈电
。2.
根据权利要求1所述的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，所述上层金属贴片
(1)
由4组金属片单元组成，呈2×2阵列式排列，分别是设置于左上角的第一组金属片单元
(11)
，左下角的第二组金属片单元
(12)
，右上角的第三组金属片单元
(13)
和设置于右下角的第四组金属片单元
(14)
；所述第一组金属片单元
(11)
由3个金属片组成，包括第一金属片
(111)、
第二金属片
(112)、
第三金属片
(113)
；第一金属片
(111)
和第二金属片
(112)
结构尺寸相同，上下对称设置；第三金属片
(113)
置于第一金属片
(111)
和第二金属片
(112)
上下间隔设定距离组成的空心环形之内
。3.
根据权利要求2所述的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，所述第三金属片
(113)
与第一矩形贴片
(111)
的距离和第三金属片
(113)
与第二矩形贴片
(112)
的距离相等，第三金属片
(113)
置于第一金属片
(111)
和第二金属片
(112)
上下间隔设定距离组成的空心环的正中央
。4.
根据权利要求1所述的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，上层介质基板
(2)、
金属接地板
(3)、
下层介质基板
(4)
的形状和大小相同
。5.
根据权利要求3所述的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，所述中间层金属贴片
(3)
刻蚀4个完全相同的矩形缝隙，分别是设置于左上角的第一矩形缝隙
(31)、
右上角的第二矩形缝隙
(32)、
左下角的第三矩形缝隙
(33)
和右下角的第四矩形缝隙
(34)。6.
根据权利要求1所述的具有不对称馈电结构的紧凑型高选择性宽带滤波天线，其特征在于，所述下层金属贴片
(5)
包括第四金属片
(501)
，第四金属片
(501)
分别连接第五金属片
(502)、
第六金属片
(503)
，第五金属片
(502)
连接第七金属片
(504)
，第六金属片
(503)
连接第八金属片
(505)
，第七金属片
(504)
分别连接第九金属片
(506)、
第十金属片
(507)
，第八金属片
(...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐娟，高晓，赵建平，孟雯雯，吕晓宁，乔迪，
申请(专利权)人：曲阜师范大学，
类型：发明
国别省市：