一种滤波偶极子天线

本发明属于无线通信，涉及一种天线，具体地说涉及一种滤波偶极子天线。

背景技术：

1、天线在无线通信系统中发挥着重要作用，其作为电磁波在空间传播的入口与出口，用于发射和接收电磁波，天线的质量决定了无线通信链路的质量和无线信号的覆盖效果。

2、与传统的只具有单一电磁辐射功能的天线相比，滤波天线可以将电磁波辐射功能和射频前端的滤波功能融合在一起，从而显著降低了射频前端系统对滤波器的设计要求，进而减小了射频前端的尺寸和插入损耗，此外，滤波天线特有的频率选择特性还可以有效减少无线系统间的信号干扰情况。

3、目前，随着无线通信技术的不断发展，射频器前端器件和天线的设计逐渐呈现出小型化的趋势，与此同时，对射频器件和天线在性能上的要求却越来越高。而现有的滤波天线无法兼顾性能和小尺寸，在结构小型化、效率、增益和滚降度等性能的提升上均有待进一步发展，使得现有的滤波天线在无线通信的应用中较为受限。

4、有鉴于此，有必要对现有技术中的滤波天线予以进一步改进。

技术实现思路

1、为此，本发明所要解决的技术问题在于传统滤波天线难以兼顾小型化和高性能的问题，从而提出一种滤波性能优异、结构紧凑、尺寸小、结构简单的滤波偶极子天线。

2、为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：

3、本发明提供一种滤波偶极子天线，其包括：

4、介质层，所述介质层具有相对设置的第一侧和第二侧；

5、第一金属臂单元，包括间隔设置于所述介质层第一侧的第一金属臂分枝、第二金属臂分枝以及设置于所述介质层第二侧的第三金属臂分枝；

6、第二金属臂单元，包括间隔设置于所述介质层第一侧的第四金属臂分枝和第五金属臂分枝以及设置于所述介质层第二侧的第六金属臂分枝；所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝相邻设置，所述第三金属臂分枝与所述第六金属臂分枝相邻设置；

7、金属延长臂单元，包括连接于所述第四金属臂分枝的第一金属延长臂、与所述第三金属臂分枝间隔设置的第二金属延长臂和连接于所述第六金属臂分枝的第三金属延长臂。

8、作为优选，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝沿所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝的长度方向间隔设置，且所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝与所述第三金属臂分枝相对于所述介质层对称设置，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝分别与所述第三金属臂分枝电连接。

9、作为优选，所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝沿所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝的长度方向间隔设置，且所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝相对于所述介质层对称设置，所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝分别电连接。

10、作为优选，所述第五金属臂分枝还连接有一金属臂旁枝，所述金属臂旁枝设置于所述第二金属臂分枝与所述第四金属臂分枝之间。

11、作为优选，还包括馈电单元，所述馈电单元用于将电磁能量传输至所述第一金属臂单元、第二金属臂单元并耦合至所述金属延长臂单元。

12、作为优选，所述馈电单元为同轴馈线，所述同轴馈线通过焊盘连接于所述介质层，所述同轴馈线的内芯与所述第五金属臂分枝连接，所述同轴馈线的外导体通过所述焊盘连接于所述第三金属臂分枝。

13、作为优选，所述第一金属臂单元与第二金属臂单元的总长度为0.5-0.75倍中心频率波长。

14、作为优选，所述金属延长臂单元的总长度为0.5-1.5倍中心频率波长。

15、作为优选，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝、第三金属臂分枝为直线型结构；或者，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝、第三金属臂分枝为具有若干折弯段的方波形结构。

16、作为优选，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝与所述第三金属臂分枝、所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝、所述第一金属延长臂与所述第二金属延长臂、所述第一金属延长臂与所述第三金属延长臂均通过金属化孔连接。

17、本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

18、本发明提供的滤波偶极子天线，包括介质层，介质层上加载有第一金属臂单元、第二金属臂单元和金属延长臂单元，第一金属臂单元包括设置于介质层第一侧的第一金属臂分枝、第二金属臂分枝和设置于介质层第二侧的第三金属臂分枝，使第一金属臂单元形成一折叠结构，第二金属臂单元包括设置于介质层第一侧的第四金属臂分枝、第五金属臂分枝和设置于介质层第二侧的第六金属臂分枝，使第二金属臂单元形成一折叠结构，金属延长臂单元包括设置于介质层第一侧的第一金属延长臂、设置于介质层第二侧的第二金属延长臂和第三金属延长臂，使金属延长臂也形成折叠结构，从而在天线的上下两侧的通带边缘个产生1-2个辐射零点，实现了具有较高滚降特性的滤波功能和频率选择特性，同时通过将第一金属臂单元、第二金属臂单元和金属延长臂单元分别设置于介质层两侧，减小了天线的体积，使得天线尺寸小、结构紧凑且简单，可在集成式射频前端系统发挥重要作用。

技术特征：

1.一种滤波偶极子天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝沿所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝的长度方向间隔设置，且所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝与所述第三金属臂分枝相对于所述介质层对称设置，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝分别与所述第三金属臂分枝电连接。

3.根据权利要求2所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝沿所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝的长度方向间隔设置，且所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝相对于所述介质层对称设置，所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝分别电连接。

4.根据权利要求3所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第五金属臂分枝还连接有一金属臂旁枝，所述金属臂旁枝设置于所述第二金属臂分枝与所述第四金属臂分枝之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的滤波偶极子天线，其特征在于，还包括馈电单元，所述馈电单元用于将电磁能量传输至所述第一金属臂单元、第二金属臂单元并耦合至所述金属延长臂单元。

6.根据权利要求5所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述馈电单元为同轴馈线，所述同轴馈线通过焊盘连接于所述介质层，所述同轴馈线的内芯与所述第五金属臂分枝连接，所述同轴馈线的外导体通过所述焊盘连接于所述第三金属臂分枝。

7.根据权利要求6所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第一金属臂单元与第二金属臂单元的总长度为0.5-0.75倍中心频率波长。

8.根据权利要求7所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述金属延长臂单元的总长度为0.5-1.5倍中心频率波长。

9.根据权利要求8所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝、第三金属臂分枝为直线型结构；或者，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝、第三金属臂分枝为具有若干折弯段的方波形结构。

10.根据权利要求9所述的滤波偶极子天线，其特征在于，所述第一金属臂分枝、第二金属臂分枝与所述第三金属臂分枝、所述第四金属臂分枝、第五金属臂分枝与所述第六金属臂分枝、所述第一金属延长臂与所述第二金属延长臂、所述第一金属延长臂与所述第三金属延长臂均通过金属化孔连接。

技术总结
本发明公开了一种滤波偶极子天线，包括介质层，介质层上加载有第一金属臂单元、第二金属臂单元和金属延长臂单元，第一金属臂单元包括设置于介质层第一侧的第一金属臂分枝、第二金属臂分枝和设置于介质层第二侧的第三金属臂分枝，第二金属臂单元包括设置于介质层第一侧的第四金属臂分枝、第五金属臂分枝和设置于介质层第二侧的第六金属臂分枝，金属延长臂单元包括设置于介质层第一侧的第一金属延长臂、设置于介质层第二侧的第二金属延长臂和第三金属延长臂，该天线上下两侧的通带边缘个具有1‑2个辐射零点，实现了具有较高滚降特性的滤波功能和频率选择特性，同时减小了天线的体积，使天线尺寸小、结构紧凑，可在集成式射频前端系统发挥重要作用。

技术研发人员：刘喜瑶,宁肯,薛双湄,葛磊,梁国华,毛军发
受保护的技术使用者：深圳大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1