本實(shí)用新型涉及射頻微波通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種濾波集成天線。

背景技術(shù)：

隨著無(wú)線通信和電子技術(shù)的迅猛發(fā)展，系統(tǒng)中的電子設(shè)備需要同時(shí)滿足多種需要。在大多數(shù)無(wú)線通信系統(tǒng)中，濾波器通常直接接在天線的輸入或輸出端口。濾波器和天線作為兩個(gè)尺寸較大的關(guān)鍵器件，通常是獨(dú)立設(shè)計(jì)，但是當(dāng)把濾波器與天線進(jìn)行級(jí)聯(lián)使用，往往會(huì)導(dǎo)致阻抗失去匹配。此時(shí)需要引入額外的匹配電路實(shí)現(xiàn)阻抗匹配，而這又使得系統(tǒng)復(fù)雜，增加系統(tǒng)的重量、尺寸以及損耗。因此，將濾波器和天線進(jìn)行集成化設(shè)計(jì)，保證其輻射特性、濾波特性以及信號(hào)匹配，構(gòu)成濾波天線，則具有非常重要的意義。

然而，現(xiàn)有的濾波集成天線不能同時(shí)保證良好的輻射特性、濾波特性以及信號(hào)匹配。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的提供一種濾波集成天線，旨在解決現(xiàn)有的濾波集成天線不能同時(shí)保證良好的輻射特性、濾波特性以及信號(hào)匹配的技術(shù)問(wèn)題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種濾波集成天線，所述濾波集成天線包括上表面和下表面，所述上表面和下表面均印制于介質(zhì)板上，所述上表面包括第一微帶線、矩形諧振環(huán)和第二微帶線，所述矩形諧振環(huán)設(shè)置于第一微帶線和第二微帶線之間；所述第二微帶線上設(shè)置有上表面金屬過(guò)孔；

所述下表面包括地面、第三微帶線以及第四微帶線；所述第三微帶線的一端設(shè)置為漏斗型，所述第三微帶線的另一端設(shè)置為矩形并與所述漏斗型的下部底端連接形成連接部，所述連接部設(shè)置有三角形缺口；所述第四微帶線與所述第三微帶線的另一端設(shè)置于同一條線上；所述第四微帶線上設(shè)置有與所述上表面金屬過(guò)孔相匹配的下表面金屬過(guò)孔；

所述天線的上表面與下表面通過(guò)金屬銅柱穿過(guò)所述上表面金屬過(guò)孔和下表面金屬過(guò)孔相連，使得所述第二微帶線、第三微帶線以及第四微帶線共同構(gòu)成偶極子。

優(yōu)選地，所述第一微帶線和所述第二微帶線均為“L型”結(jié)構(gòu)，均包括橫端和豎端。

優(yōu)選地，所述上表面金屬過(guò)孔設(shè)置于所述第二微帶線的橫端遠(yuǎn)離所述矩形諧振環(huán)的端頭。

優(yōu)選地，所述下表面金屬過(guò)孔設(shè)置于靠近所述第三微帶線連接部的一端與所述上表面金屬過(guò)孔對(duì)應(yīng)的位置。

優(yōu)選地，所述第一微帶線的豎端和所述第二微帶線的豎端分別與所述矩形諧振環(huán)的長(zhǎng)邊平行設(shè)置，所述第一微帶線的橫端和所述第二微帶線的橫端分別與所述矩形諧振環(huán)的短邊平行設(shè)置。

優(yōu)選地，所述第一微帶線的豎端的長(zhǎng)度和所述第二微帶線的豎端的長(zhǎng)度相同，且均小于所述矩形諧振環(huán)的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度。

優(yōu)選地，所述第一微帶線的橫端一端設(shè)置于所述介質(zhì)板的上表面左側(cè)邊緣。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型所述濾波集成天線采用上述技術(shù)方案，達(dá)到了如下技術(shù)效果：本實(shí)用新型所述濾波集成天線，通過(guò)在現(xiàn)有天線中加入矩形諧振環(huán)使得天線有濾波效果，提高了天線的濾波特性；通過(guò)地面構(gòu)成一個(gè)反射器，使得天線具有定向的效果，提高了天線的輻射特性；通過(guò)在偶極子的另一側(cè)添加導(dǎo)向器，進(jìn)一步了提高天線增益；通過(guò)在第三微帶線的連接部設(shè)置三角形缺口，提高了信號(hào)的匹配度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的上表面幾何結(jié)構(gòu)和尺寸示意圖；

圖2是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的下表面幾何結(jié)構(gòu)和尺寸示意圖；

圖3是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的仿真和測(cè)試的反射系數(shù)與增益效果圖；

圖4為本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的仿真與測(cè)試的方向圖。

本實(shí)用新型目的實(shí)現(xiàn)、功能特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)將結(jié)合實(shí)施例，將在具體實(shí)施方式部分一并參照附圖做進(jìn)一步說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

為更進(jìn)一步闡述本實(shí)用新型為達(dá)成上述目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式、結(jié)構(gòu)、特征及其功效進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。

參照?qǐng)D1、圖2所示，圖1是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的上表面幾何結(jié)構(gòu)和尺寸示意圖；圖2是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的下表面幾何結(jié)構(gòu)和尺寸示意圖。

在本實(shí)施例中，所述濾波集成天線印制于介質(zhì)板00上，所述濾波集成天線包括上表面和下表面。所述介質(zhì)板00的介電常數(shù)優(yōu)選為3.66，厚度優(yōu)選為0.762mm，材質(zhì)優(yōu)選為RO4350B。

在本實(shí)施例中，所述濾波集成天線的上表面包括第一微帶線10、矩形諧振環(huán)11和第二微帶線12，所述矩形諧振環(huán)11設(shè)置于第一微帶線10和第二微帶線12之間。所述第一微帶線10和所述第二微帶線12均為“L型”結(jié)構(gòu)，即所述第一微帶線10和所述第二微帶線12均包括橫端和豎端。所述第一微帶線10的豎端和所述第二微帶線12的豎端分別與所述矩形諧振環(huán)11的長(zhǎng)邊平行設(shè)置，所述第一微帶線10的豎端的長(zhǎng)度和所述第二微帶線12的豎端的長(zhǎng)度均小于所述矩形諧振環(huán)11的長(zhǎng)邊的長(zhǎng)度，所述第一微帶線10的豎端的長(zhǎng)度和所述第二微帶線12的豎端的長(zhǎng)度相同。所述第一微帶線10的橫端和所述第二微帶線12的橫端分別與所述矩形諧振環(huán)11的短邊平行設(shè)置。所述第一微帶線10的橫端一端設(shè)置于所述介質(zhì)板00的上表面左側(cè)邊緣。所述第二微帶線12的橫端遠(yuǎn)離所述矩形諧振環(huán)11的端頭設(shè)置有上表面金屬過(guò)孔13。所述天線的上表面通過(guò)金屬銅柱穿過(guò)該上表面金屬過(guò)孔13與天線的下表面連接(詳見(jiàn)下述)。

具體地，所述第一微帶線10的橫端和所述第二微帶線12的橫端寬度均為w₁，所述第一微帶線10的橫端的長(zhǎng)度為l_c，所述第一微帶線10的豎端的長(zhǎng)度為l_b，所述第一微帶線10的豎端的寬度為w_b，所述矩形諧振環(huán)11靠近所述第一微帶線10的長(zhǎng)邊的外徑與所述第一微帶線10的豎端的外徑之間的距離為w_c，所述矩形諧振環(huán)11靠近所述第二微帶線12的長(zhǎng)邊的外徑與所述第二微帶線12的豎端的外徑之間的距離為w_c，所述矩形諧振環(huán)11的長(zhǎng)邊的寬度為w_a，所述矩形諧振環(huán)11的長(zhǎng)邊的外徑長(zhǎng)度為l_a，所述矩形諧振環(huán)11的兩個(gè)長(zhǎng)邊的內(nèi)徑之間的距離為w_d。

參考圖2所示，所述濾波集成天線的下表面包括地面20、第三微帶線21以及第四微帶線22。所述地面20設(shè)置于所述介質(zhì)板00的下表面左側(cè)一端，構(gòu)成反射器。所述地面20的寬度為l₁，所述地面20的長(zhǎng)度與所述介質(zhì)板00的寬度相同。所述第三微帶線21的一端設(shè)置為漏斗型211，所述漏斗型211的上部開(kāi)口寬度為w₃，所述漏斗型的下部長(zhǎng)度為l₂，所述第三微帶線21的另一端設(shè)置為矩形212并與所述漏斗型211的下部底端連接形成連接部，所述連接部設(shè)置有三角形缺口213，有利于信號(hào)的匹配。所述第三微帶線21的另一端的長(zhǎng)度為l₃，所述第三微帶線21的另一端的寬度為w₁。所述第四微帶線22與所述第三微帶線21的另一端設(shè)置于同一條線上。所述第四微帶線22靠近所述第三微帶線21連接部的一端且與所述第二微帶線12的橫端端口位置對(duì)應(yīng)設(shè)置有下表面金屬過(guò)孔24。所述第四微帶線22的寬度為w₁。

所述天線的上表面與下表面通過(guò)一個(gè)金屬銅柱穿過(guò)所述上表面金屬過(guò)孔13和下表面金屬過(guò)孔24相連，使得所述第二微帶線12、第三微帶線21以及第四微帶線22共同構(gòu)成一個(gè)偶極子。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)在現(xiàn)有天線中加入矩形諧振環(huán)使得天線有良好的濾波效果；通過(guò)地面構(gòu)成一個(gè)反射器，使得天線具有定向的效果，具備良好的輻射特性；通過(guò)在第三微帶線的連接部設(shè)置三角形缺口，提高了信號(hào)的匹配度。

下面結(jié)合具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明本實(shí)用新型濾波集成天線的技術(shù)效果。參照表1所示，表1為本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例參數(shù)值。

表1本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例參數(shù)值

如圖3所示，圖3是本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的仿真和測(cè)試的反射系數(shù)與增益效果圖。該優(yōu)選實(shí)施例選用表1所示的參數(shù)值。從圖3的仿真和實(shí)測(cè)結(jié)果可以看出，本實(shí)用新型濾波集成天線的反射系數(shù)|S₁₁|有兩個(gè)諧振頻點(diǎn)，分別諧振在2.35GHz和2.45GHz。這是由于本實(shí)用新型在現(xiàn)有天線的基礎(chǔ)上集成了矩形諧振環(huán)，相當(dāng)于集成了一個(gè)雙模高選擇性的濾波器，由于奇偶模的值不同，導(dǎo)致天線可以諧振在兩個(gè)頻點(diǎn)上，體現(xiàn)了良好的濾波特性。從圖3也可以看出，所測(cè)天線增益在工作頻帶內(nèi)平坦，在工作頻帶外急速下降，體現(xiàn)了天線的高選擇性。如果去掉矩形諧振環(huán)，直接用微帶線連接，可以看出天線沒(méi)有濾波性能和帶外抑制性能。

如圖4所示，圖4為本實(shí)用新型濾波集成天線優(yōu)選實(shí)施例的仿真與測(cè)試的方向圖。該優(yōu)選實(shí)施例選用表1所示的參數(shù)值。從圖4可以看出，本實(shí)用新型的天線在y方向有定向效果，體現(xiàn)了良好的輻射特性。

以上僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效功能變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。