【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种微波通信器件，尤其涉及一种紧凑型滤波贴片天线。
技术介绍
1、天线在无线通信系统中的主要功能是发射和接受信号，早期并不要求天线具备频率选择功能。传统的无线通信系统通常使用滤波器实现频率选择功能，并且滤波器与天线系统连接于系统内，以降低带外杂散或带外信号对系统的影响。然而，随着现代多天线系统的普及，天线数量大幅增加，滤波器也需要很大规模的空间，这将导致整个无线通信系统体积十分庞大，部署困难。滤波天线是一种集成了滤波器功能的天线，可以在接收或发射信号的同时实现频率选择功能。因此，用滤波天线代替传统的天线与滤波器级联的方式，使天线系统获得频率选择功能，不但能减少整个通信系统的尺寸、器件数，由滤波器导致的插入损耗也会大大降低。
2、现有的滤波贴片天线设计方法主要有四种：第一种是将滤波器的最后一阶谐振器替换为辐射贴片，利用滤波器的传输零点产生天线带外辐射零点，从而实现滤波天线，该方法仍然需要较大的系统尺寸和复杂性，并且滤波器引入的插入损耗是无法避免的。第二种是对贴片天线刻槽结合寄生贴片实现，通过槽自身的谐振模式或引入的寄生模式产生边射方向上的远场抵消，形成边射方向上的辐射零点，从而实现滤波贴片天线，但是会引入交叉分量或破坏原有辐射模式导致贴片天线交叉极化恶化或方向图倾斜，另外在侧向方向上的滤波性能明显恶化，在尺寸上寄生贴片导致尺寸增加。第三种是在馈线上加入枝节结合耦合槽分割或加入缺陷地形成传输零点或限波，实现贴片天线的滤波功能，但是存在后向辐射大、背部馈电电路尺寸大、结构复杂等问题。第四种是利用串馈贴片线阵阵
技术实现思路
1、专利技术目的：针对上述现有技术，提出一种紧凑型滤波贴片天线，同时减小损耗，避免背向辐射、交叉极化过大以及侧向方向上滤波性能明显恶化的问题。
2、技术方案：一种紧凑型滤波贴片天线，包括顶层结构、介质基板、金属大地；顶层结构包括一个u形金属贴片、一个矩形小贴片、一个水平金属短线、一个设有u形槽的金属条带，一个接地金属盘和一个电阻；矩形小贴片、水平金属短线、金属条带、电阻及接地金属盘沿水平方向依次连接，并嵌入所述u形金属贴片内，所述矩形小贴片的长边紧靠u形金属贴片的竖直臂内侧，并与之平行；所述接地金属盘通过金属化过孔连接金属大地；金属探针从底部穿入并连接矩形小贴片。
3、进一步的，所述u形金属贴片的缺口宽度在0.08λ0-0.12λ0之间，λ0为中心频率对应的自由空间波长。
4、进一步的，所述矩形小贴片的长度在0.06λ0-0.08λ0之间，宽度在0.05λ0-0.06λ0之间；所述水平金属短线的长度在0.02λ0-0.04λ0之间，宽度在0.03λ0-0.04λ0之间；所述金属条带的宽度在0.05λ0-0.06λ0之间。
5、进一步的，所述u形槽对称分布于金属条带的内部，宽度在0.001λ0-0.002λ0之间。
6、有益效果：现有的滤波贴片天线普遍存在尺寸大、损耗大效率低、背向辐射大、交叉极化大以及侧向方向上滤波性能明显恶化等诸多问题中的一种或多种。本专利技术将蚀刻有u形槽的金属条带内置于u形金属贴片中间，利用u形金属贴片的水平极化电流分布及小型化效应，结合蚀刻有u形槽的金属条带的反相电流及对带外信号的等效电阻效应，实现紧凑型滤波贴片天线，并能兼顾损耗、效率、背向辐射、交叉极化以及侧向方向上带外抑制等多方面性能。
7、具体的，矩形小贴片的长边紧靠u形金属贴片的竖直臂，并与之平行，长度在0.06λ0-0.08λ0之间，宽度在0.05λ0-0.06λ0之间，可以通过缝隙耦合激励u形金属贴片的水平极化电流，u形金属贴片的竖直臂的反向电流不贡献辐射，但能增加电流长度实现贴片的小型化。矩形小贴片和u形金属贴片是形成带内辐射工作的主体。
8、矩形小贴片、水平金属短线、蚀刻有u形槽的金属条带、电阻及接地金属盘沿水平方向依次连接，水平金属短线的长度在0.02λ0-0.04λ0之间，宽度在0.03λ0-0.04λ0之间，金属条带的宽度在0.05λ0-0.06λ0之间，u形槽对称分布于金属条带的内部，宽度在0.001λ0-0.002λ0之间。蚀刻有u形槽的金属条带上的电流反相，不影响天线辐射，同时对带外信号的阻抗呈电阻效应，能够实现带外抑制，并形成两个带外辐射零点，是构成天线滤波功能的主体。
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1.一种紧凑型滤波贴片天线，其特征在于，包括顶层结构(1)、介质基板(2)、金属大地(3)；顶层结构(1)包括一个U形金属贴片(101)、一个矩形小贴片(102)、一个水平金属短线(103)、一个设有U形槽(105)的金属条带(104)，一个接地金属盘(106)和一个电阻(107)；矩形小贴片(102)、水平金属短线(103)、金属条带(104)、电阻(107)及接地金属盘(106)沿水平方向依次连接，并嵌入所述U形金属贴片(101)内，所述矩形小贴片(102)的长边紧靠U形金属贴片(101)的竖直臂内侧，并与之平行；所述接地金属盘(106)通过金属化过孔(4)连接金属大地(3)；金属探针(5)从底部穿入并连接矩形小贴片(102)。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型滤波贴片天线，其特征在于，所述U形金属贴片(101)的缺口宽度在0.08λ0-0.12λ0之间，λ0为中心频率对应的自由空间波长。
3.根据权利要求2所述的一种紧凑型滤波贴片天线，其特征在于，所述矩形小贴片(102)的长度在0.06λ0-0.08λ0之间，宽度在0.05λ0-0.06λ0之间；
4.根据权利要求3所述的一种紧凑型滤波贴片天线，其特征在于，所述U形槽(105)对称分布于金属条带(104)的内部，宽度在0.001λ0-0.002λ0之间。
...【技术特征摘要】
1.一种紧凑型滤波贴片天线，其特征在于，包括顶层结构(1)、介质基板(2)、金属大地(3)；顶层结构(1)包括一个u形金属贴片(101)、一个矩形小贴片(102)、一个水平金属短线(103)、一个设有u形槽(105)的金属条带(104)，一个接地金属盘(106)和一个电阻(107)；矩形小贴片(102)、水平金属短线(103)、金属条带(104)、电阻(107)及接地金属盘(106)沿水平方向依次连接，并嵌入所述u形金属贴片(101)内，所述矩形小贴片(102)的长边紧靠u形金属贴片(101)的竖直臂内侧，并与之平行；所述接地金属盘(106)通过金属化过孔(4)连接金属大地(3)；金属探针(5)从底部穿入并连接矩形小贴片(102)。
2.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：施金，韩平，徐凯，姜芮芮，张凌燕，郁梅，
申请(专利权)人：南通大学，
类型：发明
国别省市：
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