[发明专利]与滤波器和功分器集成的四单元微带天线阵列

说明书

本发明涉及一种与滤波器和功分器集成的四单元微带天线阵列，包括依次相连的四单元微带天线阵列、微带一分四功分器和微带滤波器。本发明的四单元微带天线阵列，将微带天线单元组成四单元微带天线阵列来提高增益，通过微带一分四功分器来给四单元微带天线阵列进行馈电，并采用同轴线馈电的方法，既降低了损耗、增大了微带天线单元间的隔离度，又增大了四单元微带天线阵列的带宽，在微带一分四功分器的输入端连接一个微带滤波器，使得天线阵列能够稳定地工作在2.4‑2.5GHz的频段，有着较强的实用性。

技术领域

本发明涉及天线阵列设计技术，尤其涉及一种与滤波器和功分器集成的四单元微带天线阵列。

背景技术

自上世纪70年代以来，微带天线技术取得了较大的发展。微带天线，也叫做微带贴片天线，凭借其体积小、重量轻、性能多样化、低成本适合大规模生产等优点，已经得到了广泛的研究和应用。但是，在实际使用的过程中，微带天线同样存在着损耗较大、效率较低、单个天线功率容量较小、相对带宽较窄等缺陷，而且，介质基板的相对介电常数和厚度对天线的辐射效率及增益等影响非常大。

2.4-2.5GHz的频段是在我们生活中应用十分广泛的一个频段，我们周围的蓝牙、无线网络都处于这个频段，在这个频段内，尤其是在无线电通信方面，微带天线能够具有更广泛的实用性和应用前景。

发明内容

针对上述存在的不足，本发明提供一种与滤波器和功分器集成的四单元微带天线阵列，其增益高、损耗小、且能够提高天线间的隔离度、增大天线的带宽、具有更广泛实用性。

为了实现上述发明的目的，本发明采用如下技术方案：

一种与滤波器和功分器集成的四单元微带天线阵列，包括依次相连的四单元微带天线阵列、微带一分四功分器和微带滤波器，所述微带一分四功分器的输入端口连接所述微带滤波器的输出端口，所述微带一分四功分器的输出端口给所述的四单元微带天线阵列进行馈电，所采用的馈电方法为同轴线馈电，所述微带一分四功分器的输入端口和四个输出端口、所述微带滤波器的输入端口和输出端口、所述的同轴线均具有相同的特性阻抗，所述四单元微带天线阵列的工作频段为2.4-2.5GHZ。

上述技术方案中，优选地，所述的四单元微带天线阵列包括微带天线介质基板以及位于所述微带天线介质基板上的四个微带天线单元，所述的微带天线介质基板选用厚度为3mm的FR-4基板，所述的四个微带天线单元在所述的微带天线介质基板上采用4×1的排列方式，各个所述微带天线单元均包括呈矩形的金属贴片，相邻两个金属贴片的中心间距相同，各个所述的金属贴片上均设置有一个馈电点，所述的馈电点在宽度方向位于金属贴片的中心、在长度方向与金属贴片的中心的距离为L1，所述微带天线介质基板在各个所述金属贴片的馈电点处开设有第一孔洞。

上述技术方案中，进一步优选地，所述微带一分四功分器的介质基板选用厚度为1mm的FR-4基板，所述微带一分四功分器的介质基板的背面设置有功分器接地面，所述的微带一分四功分器由三个一分二威尔金森功分器组合而成，所述微带一分四功分器的输入端口和四个输出端口的特性阻抗均为50欧姆、四分之一波长匹配阻抗为70.7欧姆、隔离电阻R的阻值为100欧姆，相邻两个输出端口的中心间距与相邻两个金属贴片的中心间距相同，所述微带一分四功分器的介质基板在所述微带一分四功分器的各输出端口处开设有与所述第一孔洞大小相同的第二孔洞。

上述技术方案中，更进一步优选地，所述微带滤波器的介质基板选用厚度为1mm的FR-4基板，所述微带滤波器的介质基板的背面设置有滤波器接地面，所述微带滤波器的输入端口和输出端口的特性阻抗均为50欧姆，所述微带滤波器的中心频率为2.45GHZ。

上述技术方案中，再进一步优选地，所述同轴线的特性阻抗为50欧姆，所述同轴线的直径与所述第一孔洞的直径之比为1:2.3。

上述技术方案中，优选地，其特征在于，所述的微带滤波器选用平行耦合带通滤波器。