[发明专利]一种具有滤波特性的宽带缝隙天线

说明书

本发明公开的一种具有滤波特性的宽带缝隙天线，包括电介质基板、在电介质基板上表面金属箔形成的微带结构、在电介质基板下表面金属箔形成的地、在地中设置凹槽而形成的缝隙结构，以及在电介质基板中设置上下贯通的金属过孔，所述金属过孔同时经过微带结构和地，所述微带结构包括微带馈电结构和微带谐振器结构两大结构。微带馈电结构将能量耦合到微带谐振器结构，使微带谐振器结构产生多个谐振模激励缝隙辐射结构，从而同时达到拓展带宽和具有滤波特性的目的。本发明的宽带缝隙天线，其结构简单、重量轻、易于加工制作，适用于多种无线终端中。

技术领域

本发明涉及平面天线领域，特别涉及一种具有滤波特性的宽带缝隙天线。

背景技术

一款设计合理的高性能天线，在收发信号的同时，可以有效的控制电磁能空间分布，优化网络质量，提高系统容量，进而大幅提高系统整体性能。而微波滤波器起着选择信号、衰减噪声、滤除镜频干扰等作用。将天线与滤波器进行集成，设计成一个模块，构成滤波天线，不仅可以减小天线滤波器系统的尺寸面积，而且更加有利于封装集成，能够有效减小系统三维封装尺寸与重量，进一步实现无线通信系统的小型化设计。

缝隙天线，较为常见的是微带缝隙天线，因具有共面结构体积小重量轻以及易于与其他元器件集成的良好性质，微带缝隙天线常常被用于无线通信终端上。而在现有的缝隙天线结构中，一方面其工作带宽一般较窄，仍存在很大的改进空间，另一方面，这些缝隙天线基本缺乏良好的滤波特性，因而实际应用在系统中时往往需要级联一个滤波器，从而大大提高系统的重量以及体积。

2009年，M.Gopikrishna等人在Microwave and optical technology letters上发表题为DESIGN OF A MICROSTIP FED STEP SLOT ANTENNA FOR UWB COMMUNICATION文章，文章一方面将传统的均匀阻抗缝隙改进为阶跃阻抗缝隙，另一方面馈电结构也改进为1/4波长微带馈电，这双重的优化大大的提高了天线的工作带宽，但是天线始终缺乏良好的滤波特性。

2012年，X.D.Huang等人在IEEE Transaction on Antennas and propagation上发表题为An Ultrawideband(UWB)Slotline Antenna Under Multiple-ModeResonance文章。一方面，文章参考滤波器设计中的多模谐振理念，对天线的缝隙结构进行改进，激励出多个谐振模从而大大地提高了天线的工作带宽，但缺点仍是缺乏良好的滤波特性。

2013年，王世伟人等申请了发明名称为“一种采用短路引线的平面超宽带滤波天线”，申请号为201310118467.1专利，专利中单极子天线(不属于缝隙天线领域)配合着巧妙的短路引线结构，天线工作带宽得到了提升，同时也具有较好的滤波特性。

因此在已公开的平面缝隙天线中，难以看见一款既有宽带宽又有滤波特性的缝隙天线，有必要设计一款克服该缺点的高性能缝隙天线来满足人们的需求。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种具有滤波特性的宽带缝隙天线，其结构简单、重量轻、易于加工制作，适用于多种无线终端中。

本发明的目的通过以下的技术方案实现：

一种具有滤波特性的宽带缝隙天线，包括电介质基板、在电介质基板上表面金属箔形成的微带结构、在电介质基板下表面金属箔形成的地以及在地中设置凹槽而形成的缝隙结构；

所述微带结构包括微带馈电结构以及第一微带谐振器结构，第一微带谐振器结构与微带馈电结构以耦合的方式连接，第一微带谐振器结构的长度为1/2波长；

所述缝隙结构包括第一缝隙结构，其长度为1/2波长，垂直于第一微带谐振器结构。