滤波贴片天线的制作方法

本实用新型涉及到无线通讯技术领域，具体为一种滤波贴片天线。

背景技术：

在大多数的无线通信系统中，滤波器通常直接接在天线的输入或者输出端口，天线和滤波器分别单独设计并与特定阻抗进行匹配。这种设计使得系统的整体尺寸过大，设计复杂，同时增大电路的插入损耗，同时使滤波器的滤波特性和天线增益特性恶化。

目前，一些研究者通过频率选择表面代替滤波器设计出了滤波天线，这种设计实现了较好的滤波功能，但是涉及的参数多，优化困难且结构复杂。还有通过增加寄生环产生辐射零点，但是带外抑制不够强，滤波效果不理想。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的为提供一种无需额外电路的高增益滤波贴片天线。

本实用新型提出一种滤波贴片天线，包括第一介质基片、第二介质基片和绝缘支撑柱，所述绝缘支撑柱一端固定连接所述第一介质基片的下表面，所述绝缘支撑柱另一端固定连接所述第二介质基片的上表面；

还包括第一金属贴片、金属地板和金属短路部件，第一金属贴片设置与所述第一介质基板上表面，且所述第一金属贴片上设有U型孔，所述U型孔穿透所述第一金属贴片，所述金属地板设置于所述第一介质基板下表面；

所述第一介质基片上设有通孔，所述金属短路部件穿过所述通孔设置，所述金属短路部件一端电性连接所述第一金属贴片，所述金属短路部件另一端电性连接所述金属地板。

进一步地，所述第一金属贴片设置为圆形贴片。

进一步地，所述第一金属贴片上还设有环形孔，所述环形孔穿透所述第一金属贴片。

进一步地，所述环形孔的中心与所述第一金属贴片的中心重合.

进一步地，还包括若干金属短路部件，所述金属短路部件竖直设置于所述第一介质基片内。

进一步地，所述第二介质基片上表面设有第二金属贴片。

进一步地，所述第二介质基片上表面的第二金属贴片内设有一个第二环形孔。

进一步地，所述第二环形孔与所述第一环形孔同轴心设置。

进一步地，所述第一介质基片设置于所述第二介质基片下方，且所述第一介质基片与所述第二介质基片中间的介质为空气。

本实用新型滤波贴片天线的有益效果为，通过在第一金属贴片上设置U型孔以及将金属地板与第一金属贴片短接，能够有效增强低频辐射零点处的带外抑制水平，改善滤波效果。

附图说明

图1是本实用新型一实施例滤波贴片天线第一介质基片示意图。

图2是本实用新型一实施例滤波贴片天线第二介质基片示意图。

图3是本实用新型一实施例滤波贴片天线侧视图。

图4是本实用新型一实施例滤波贴片天线反射系数曲线图。

图5是本实用新型一实施例滤波贴片天线增益随频率变化曲线图。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

如图1-3所示，提出本实用新型滤波贴片天线的一优选实施例，包括第一介质基片1、第二介质基片7和绝缘支撑柱，绝缘支撑柱一端固定连接第一介质基片1的下表面，绝缘支撑柱另一端固定连接第二介质基片7的上表面；还包括第一金属贴片2、金属地板10和金属短路部件5，第一金属贴片2设置与第一介质基板上表面，且第一金属贴片2上设有U型孔4，U型孔4穿透第一金属贴片2，金属地板10设置于第一介质基板下表面；第一介质基片1上设有通孔，金属短路部件5穿过通孔设置，金属短路部件5一端电性连接第一金属贴片2，金属短路部件5另一端电性连接金属地板10。

在本实施例中，在第一介质基片1下表面设有金属地板10，在第一介质基片1上表面设有第一金属贴片2，还包括若干个金属短路部件5，第一介质基片1上设有适配金属短路部件5的通孔，第一金属贴片2的作用是产生一个高频辐射零点。第一金属贴片2上开U形槽是为了产生中频辐射频点，金属短路部件5将第一金属贴片2与金属地板10短接。能够有效增强低频辐射零点处的带外抑制水平，改善滤波效果。

在本实施例中，第一金属贴片2设置为圆形贴片，第一金属贴片2上还设有环形孔，环形孔穿透第一金属贴片2，环形孔的中心与第一金属贴片2的中心重合。在第一金属贴片2上设置有环形孔，该环形孔的中心与圆形的第一金属贴片2重合，第一环形孔3穿透第一金属贴片2，能够改善天线的阻抗特性，使天线达到良好的阻抗匹配，从而提高天线的增益。

在本实施例中，还包括若干金属短路部件5，金属短路部件5竖直设置于第一介质基片1内，第一介质基片1上还包含若干内导体6。本实施例中设有三个金属短路部件5和一个内导体6，该内导体6设置为金属探针，三个金属短路部件5与内导体6均匀设置于第一介质基片1内，且三个金属短路部件5与内导体6位于第一环形孔3与U型孔4的四周，内导体6设置与第一介质基片1内的通孔同轴设置，内导体6相对的金属短路部件5与同轴内导体6可以产生反向电流，由于电流流向的反向抵消产生低频辐射零点，内导体6相邻的两个金属短路部件5可以有效增强低频辐射零点处的带外抑制水平，以改善滤波效果。

在本实施例中，第二介质基片7上表面设有第二金属贴片8。第二介质基片7上表面的第二金属贴片8内设有一个第二环形孔9。该第二环形孔9穿透第二金属贴片8，且第二贴片设置为圆形金属材料，第二环形孔9的中心与第二圆形金属贴片的中心重合。通过在第二介质基片7上设置于与其同心的环形孔，能够有效改善天线阻抗特性，使天线能够达到良好的阻抗匹配，从而提高天线的增益。

在本实施例中，第一介质基片1设置于第二介质基片7下方，且第一介质基片1与第二介质基片7中间的介质为空气。在第一介质基片1与第二介质基片7中间设置绝缘支撑柱固定支撑，将第一介质基片1与第二介质基片7中间的介质设置为空气，能有效减少材料的成本。

在一实施例中，包括第一介质基片1和第二介质基片7，第一介质基片1上表面设有第一金属贴片2，且第一介质基片1下表面设有金属地板10，第一金属贴片2上设有U型孔4和第一环形孔3。第一金属贴片2设置为圆形贴片。还包括若干金属短路部件5，金属短路部件5竖直设置于第一介质基片1上。第二介质基片7上表面设有第二金属贴片8，第二金属贴片8设置为圆形贴片。第二介质基片7上表面第二金属贴片8内设有一个第二环形孔9。第一介质基片1上还包含若干内导体6。第一介质基片1设置于第二介质基片7下方，且第一介质基片1与第二介质基片7中间的介质为空气。第一金属贴片2与金属地板10通过金属短路部件5短接。

在本实施例中，滤波贴片天线包括两层介质基片，分别为第一介质基片1和第二介质基片7，第一介质基片1设置于第二介质基片7的正下方，第一介质基片1上表面设有第一金属贴片2，第一介质基片1下表面设有金属地板10，第一介质基片1内设有若干金属短路部件5，本实施例中设有三个金属短路部件5，金属短路部件5竖直设置于第一介质基片1内，第一介质基片1表面上的第一金属贴片2和金属地板10通过金属短路部件5短接，本实施例中设有一个内导体6，该内导体6为理想电导体，其中第一金属贴片2上设有一个U型孔4和一个第一环形孔3。第二介质基片7上表面设有第二金属贴片8，该第二金属贴片8上设有一个第二环形孔9，第一介质基片1与第二介质基片7间的介质为空气，第二介质基片7通过在第一介质基片1上设有的U型孔4进行耦合馈电，第一介质基片1和第二介质基片7选用介电常数为2.65的Arlon AD260A(tm)。第一介质基片1与第一金属贴片2采用同轴馈电，金属短路部件5及同轴内导体6关于圆形第一金属贴片2的中心对称放置。

在本实施例中，滤波贴片天线采用同轴馈电，可以根据需要移动馈电点的位置，同时可以更具需要的天线频率，采用其他形状或尺寸的天线。

下面结合仿真对本实施例的应用效果作详细的描述。

1、仿真内容

请请参考图4-5。利用仿真软件对上述实施例滤波贴片天线的反射系数和增益随频率变化进行了仿真。

2、仿真结果

图4是在对实施例天线仿真得到的反射系数曲线图。从图中可以看出，天线在频率为1.8-2.2GHZ谐振，而超出这个频段时反射系数接近0dB,表明带外天线几乎没有辐射出能量，天线的滤波效果很好，可以满足通信的需求。

图5是在对实施例天线仿真得到的增益随频率变化曲线图。从图中可以看出，频率在1.8-2.2GHz频段内，天线的增益达到了10dB，表明天线在此频段内有较好的辐射性能。带外抑制是指定义的通带边缘与中心点的衰落差值。对于滤波天线，最重要的性能指标之一就是其带外抑制水平，从图中可以看出，在1.8-2.2GHz频段外，天线的增益迅速衰减到了-20dB以下，所以实现了较好的滤波功能。

本实用新型的滤波天线，通过在第一介质基片1上设置第一金属贴片2，产生一个高频辐射零点，在第一金属贴片2上开U形槽4，产生一个中频辐射频点，设置内导体6和金属短路部件5，使产生的反向电流抵消产生低频辐射零点，增强低频辐射零点处的带外抑制水平，以改善滤波效果。在第一金属贴片2和第二金属贴片8上开环形孔，改善了滤波天线的阻抗特性，使滤波天线达到良好的阻抗匹配，从而提高滤波天线的增益。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。