一种能抑制高频谐波的滤波天线的制作方法_2

文档序号:10300442阅读:来源:国知局
质板,2-阶梯阻抗谐振器,3-阶梯阻抗对称振子,4-低通滤波器,5-馈电 单元,6-第一带状线,7-第一直角S角形结构,8-第二带状线,9-第二直角S角形结构,10-过孔,11-矩形微带线,12-渐变微带线。
【具体实施方式】
[0038] 下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述,但本实用新型的实施 方式不限于此。
[0039] 实施例1:
[0040] 如图1和图2所示,本实施例的滤波天线包括介质板1、阶梯阻抗谐振器2、阶梯阻抗 对称振子3、低通滤波器4 W及馈电单元5;
[0041 ]所述介质板1采用厚度为0.8mm、介电常数为2.55的PCB板;
[0042] 所述阶梯阻抗谐振器2和阶梯阻抗对称振子3均设置在介质板1的顶层,阶梯阻抗 谐振器2靠近阶梯阻抗对称振子3,一起组成天线单元;其中,所述阶梯阻抗对称振子3作为 主福射单元,可W将高次谐波往高频移,减少高次谐波对福射的影响;所述阶梯阻抗谐振器 2呈凹形状,是一个寄生的阶梯阻抗谐振器,可W在高频阻带增加一个福射零点,提高天线 的选择性;
[0043] 所述低通滤波器4的上导体设置在介质板1的顶层,下导体设置在介质板1的底层; 其中,所述上导体包括相连的第一带状线6和第一直角=角形结构7,第一直角=角形结构7 与阶梯阻抗对称振子3的左臂相接;所述下导体包括相连的第二带状线8和第二直角=角形 结构9,所述第二直角=角形结构9通过一个过孔10与阶梯阻抗对称振子3的右臂相接,所述 第一带状线6与第二带状线8相互平行;该低通滤波器4可W进一步消除谐波,使天线单元的 高频阻带得到进一步的提高;
[0044] 所述天线单元和低通滤波器4的总面积为34mmX33mm,与传统的带有四分之一波 长馈线的半波对称振子的尺寸相当;
[0045] 所述馈电单元5的上导体为矩形微带线11,其设置在介质板1的顶层,一端与低通 滤波器4的上导体相接,另一端位于介质板1顶层的下边缘处,并与50欧姆的同轴线相接;所 述馈电单元5的下导体为渐变微带线12,该渐变微带线12为左右两边呈楠圆形渐变的微带 线,其设置在介质板1的底层,一端与低通滤波器4的下导体相接,另一端位于介质板1底层 的下边缘处;矩形微带线11在介质板1底层上的投影位于渐变微带线12的中屯、处。
[0046] 本实施例的滤波天线中各个部分的物理量如图3所示,具体几何尺寸如下表1所 /J、- O

[0048] 表1滤波天线的几何尺寸
[0049] 本实施例的滤波天线的回波损耗I Sll I仿真与测试结果如图4所示,从图中可W看 到,仿真与测试结果吻合,本实施例的滤波天线有25 %的分数带宽,在2.5GHz到3.3G化的频 率范围内I Sll I <-10地;仿真和实验结果都表明在4.OG化到14.OG化的频率范围内没有谐 波的福射。
[0050] 本实施例的滤波天线的Y轴正方向的增益仿真和测试结果如图5所示,从图中可W 看到,通带内的福射增益大约为2.5dBi,比高频阻带的最大增益高出10.3地i ;在4.5G化出 明显有一个福射零点,运说明通过引入寄生的阶梯阻抗谐振器,滤波天线的上边带的矩形 度得到很好的改善。
[0051 ]本实施例的滤波天线在频率为2.9G化时H面(YoZ面)和E面(XoZ平面)的福射方向 图分别如图6和图7所示,主极化与X轴方向平行,交叉极化与Y轴方向平行;从图6中可W看 到,天线在H面的方向图是全向的,从图7中可W看到,在E面的方向图是一个"8"字形,而总 的福射方向图与传统的对称振子天线相似。
[0052] 综上所述,本实用新型的滤波天线中,寄生的阶梯阻抗谐振器产生的福射零点可 W提高天线的选择性,实验结果表明滤波天线的上阻带被扩展到14GHz,实现了 27.5%的阻 抗带宽,带内福射增益比阻带最大增益高10.3dBi;实验结果也证明滤波天线有良好的特 性,比如可用福射频段较宽,宽阻带抑制;紧凑的结构、宽阻带和馈电简单的优点,可W使该 滤波天线在无线通信中有一系列的应用。
[0053] W上所述,仅为本实用新型专利较佳的实施例,但本实用新型专利的保护范围并 不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型专利所公开的范围内,根据本 实用新型专利的技术方案及其实用新型构思加 W等同替换或改变,都属于本实用新型专利 的保护范围。
【主权项】
1. 一种能抑制高频谐波的滤波天线,包括介质板,其特征在于:还包括阶梯阻抗谐振 器、阶梯阻抗对称振子、低通滤波器以及馈电单元,所述阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振 子均设置在介质板的顶层,阶梯阻抗谐振器靠近阶梯阻抗对称振子,一起组成天线单元; 所述低通滤波器的上导体设置在介质板的顶层,并与阶梯阻抗对称振子的左臂相接, 低通滤波器的下导体设置在介质板的底层,并通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相 接; 所述馈电单元的上导体设置在介质板的顶层,并与低通滤波器的上导体相接,馈电单 元的下导体设置在介质板的底层,并与低通滤波器的下导体相接,馈电单元的上导体在介 质板底层上的投影位于馈电单元的下导体中心处。2. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述低通滤波 器的上导体包括相连的第一带状线和第一直角三角形结构,所述低通滤波器的下导体包括 相连的第二带状线和第二直角三角形结构,所述第一直角三角形结构与阶梯阻抗对称振子 的左臂相接,所述第二直角三角形结构通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相接,所 述第一带状线与第二带状线相互平行。3. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述馈电单元 的上导体的一端与低通滤波器的上导体相接,另一端位于介质板顶层的下边缘处,并与同 轴线相接;所述馈电单元的下导体的一端与低通滤波器的下导体相接,另一端位于介质板 底层的下边缘处。4. 根据权利要求3所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述同轴线为 50欧姆的同轴线。5. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述馈电单元 的上导体为矩形微带线。6. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述馈电单元 的下导体为渐变微带线。7. 根据权利要求6所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述渐变微带 线为左右两边呈椭圆形渐变的微带线。8. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述阶梯阻抗 谐振器呈凹形状。9. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述介质板采 用厚度为〇. 8mm,介电常数为2.55的PCB板。10. 根据权利要求1所述的一种能抑制高频谐波的滤波天线,其特征在于:所述天线单 元和低通滤波器的总面积为34mm X 33mm。
【专利摘要】本实用新型公开了一种能抑制高频谐波的滤波天线,包括介质板、阶梯阻抗谐振器、阶梯阻抗对称振子、低通滤波器以及馈电单元,阶梯阻抗谐振器和阶梯阻抗对称振子均设置在介质板的顶层,阶梯阻抗谐振器靠近阶梯阻抗对称振子,一起组成天线单元;低通滤波器的上导体设置在介质板的顶层,并与阶梯阻抗对称振子的左臂相接,下导体设置在介质板的底层,并通过一个过孔与阶梯阻抗对称振子的右臂相接;所述馈电单元的上导体设置在介质板的顶层,并与低通滤波器的上导体相接,下导体设置在介质板的底层,并与低通滤波器的下导体相接,馈电单元的上导体在介质板底层上的投影位于下导体中心处。本实用新型不仅具有高矩形度的特点,而且能有效地抑制有害谐波。
【IPC分类】H01Q23/00
【公开号】CN205211954
【申请号】CN201520978242
【发明人】孙光华, 王世伟, 祝雷, 褚庆昕
【申请人】华南理工大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年11月30日
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