[发明专利]一种紧凑高增益双极化差分滤波天线

说明书

本发明公开了一种差分馈电双极化滤波宽带天线，包括介质基板和金属地板；所述上层介质基板位于金属地板的上方，两者之间空气填充；上层介质基板上表面印刷正方形贴片，正方形贴片上蚀刻交叉十字缝隙；金属地板上蚀刻缺陷地结构，缺陷地结构由四个开口环缝隙组成，开口方向指向金属地板的中心，上述四个开口环缝隙关于金属地板的斜对角线对称；正方形贴片由同轴探针差分馈电，同轴探针位于正方形贴片交叉十字缝隙的末端附近，并且位于正方形贴片的中轴线上，且关于正方形贴片的中心点对称。该天线结构简单，减少了天线馈电部分的损耗，更适合与平面天线阵列设计，加工容易，成本和重量都小，可以大规模生产。

技术领域

本发明涉及一种滤波天线，特别是一种紧凑高增益双极化差分滤波天线。

背景技术

天线和滤波器是无源电路中的两个关键器件，在无线通信系统中扮演着重要的角色。一款设计合理的高性能天线，在收发信号的同时，还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。微波滤波器起着选择信号、衰减噪声、避免信道间干扰等作用，在高性能的振荡、混频、倍频和放大等射频有源电路中普遍存在。天线和微波滤波器在微波通信、雷达导航、电子对抗、卫星接力等系统中，被广泛应用，它们性能的优异直接影响了整个系统的总体性能；它们尺寸大小也直接影响了整个系统尺寸的大小以及便携性。随着无线通信个性化、多样化的发展，越来越需要高性能便携式的终端设备，促使了天线和滤波器的小型化和可集成化，产生了各种结构紧凑、性能优异的天线和微波滤波器来满足小体积、轻重量、高性能的系统要求。无线通信系统研究中十分关键的工作，具有十分重要的研究意义。

在射频前端系统中，一般天线与滤波器这两个独立器件采用直接级联的方式来滤除谐波信号，但是两者直接级联则需要额外的连接线，这样不仅会导致系统的体积增大，还会带来额外的插入损耗。因此，天线和滤波器的集成具有十分重要的研究意义。现有技术中将天线与滤波器进行集成，设计成一个模块，天线作为滤波器的最后一级，构成滤波天线，这样不仅可以减小天线滤波器系统的尺寸面积，还有利于封装集成。但是这样的集成方式仍然有较大的尺寸和插入损耗，影响天线性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑高增益双极化差分滤波天线，该天线能在紧凑结构下实现较高的增益以及滤波性能。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种紧凑高增益双极化差分滤波天线，包括介质基板和金属地板；所述上层介质基板位于金属地板的上方，两者之间空气填充；

上层介质基板上表面印刷正方形贴片，正方形贴片上蚀刻交叉十字缝隙；金属地板上蚀刻缺陷地结构，缺陷地结构由四个开口环缝隙组成，开口方向指向金属地板的中心，上述四个开口环缝隙关于金属地板的斜对角线对称；

正方形贴片由同轴探针差分馈电，同轴探针位于正方形贴片交叉十字缝隙的末端附近，并且位于正方形贴片的中轴线上，且关于正方形贴片的中心点对称；

正方形贴片和金属地板通过短路探针连接，所述短路探针均匀分布在正方形贴片的对角线上，且关于正方形贴片的中心点对称。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明的一种紧凑高增益双极化差分滤波天线，没有额外的滤波电路，可以有效减小射频前端的体积和额外的损耗，使天线具有紧凑的结构和较高的增益；2)本发明的基于缺陷地结构和交叉十字缝隙的紧凑高增益双极化差分滤波天线，通过采用缺陷地结构和十字缝隙与探针组合结构，使天线在实现滤波性能的同时实现了较宽的带宽；3)本发明的基于缺陷地结构和交叉十字缝隙的紧凑高增益双极化差分滤波天线，通过采用完全对称的结构以及差分馈电方式，使天线抑郁拓展到双极化应用中，在两个极化方向上方向图对称且一致，并且具有较低的交叉极化；4)本发明的基于缺陷地结构和交叉十字缝隙的紧凑高增益双极化差分滤波天线，采用介质基板和金属地板的组合，结构简单，加工容易，成本和重量都相对较小，可以大规模生产。

下面结合说明书附图对本发明做进一步描述。

附图说明