[发明专利]一种双极化贴片天线与滤波器融合的多功能射频器件

说明书

本发明公开了一种双极化贴片天线与滤波器融合的多功能射频器件，包括三层介质板，顶层介质基板上表面设置寄生贴片；所述中间层介质基板上表面设置辐射贴片，其下表面设置十字形馈电线，所述十字形馈电线的末端与辐射贴片相连；所述底层介质基板的上表面设置地板，其下表面设置短路枝节线及匹配网络，所述短路枝节线与十字形馈电线构成带通滤波器；所述寄生贴片、辐射贴片与十字形馈电线构成双极化天线；该发明具备双极化天线和带通滤波器两种工作模式，可以根据需要调整工作模式而不需要改动电路结构，且两种工作模式是独立的。

技术领域

本发明涉及无线移动通信领域的天线研究领域，特别涉及一种双极化贴片天线与滤波器融合的多功能射频器件。

背景技术

随着下一代智能系统和自动化设备的研究的进行，越来越多的目光开始投向可重构器件。可重构器件可与可编程元件结合使用，实现可控多模的工作模式，既能实现系统的多种功能，又能减少系统器件的使用个数，实现系统的小型化效果。

滤波器和天线作为射频前端的两个重要组成部分，研究者针对滤波器和天线的可重构研究投入了大量的精力。其中，滤波器的可重构包括，滤波器的工作频率可切换，带宽可调等；天线的可重构包括，天线的辐射模式可重构，工作模式可切换，工作频率可切换等。但这些工作只实现了单一的功能(滤波器或天线)，并没有在功能的种类上实现突破。

现在也有人开始将滤波器和天线进行融合设计，设计出既能充当滤波器，也能充当天线的滤波器和天线功能可重构器件/多功能器件。正如滤波天线的设计中的那样，天线的辐射体同时也是一个谐振器，这一点在设计滤波器和天线功能可重构器件/多功能器件时也可以加以利用。不同的是，滤波天线设计时，是将天线替代滤波器的最后一级谐振器，并去掉了滤波器的与最后一级谐振器相连的端口和天线的输入端口；而设计滤波器和天线功能可重构器件/多功能器件时，则是将天线作为滤波器中间的一级谐振器，并且保留了滤波器的所有端口，甚至也保留了天线的输入端口。这样，通过选择不同的工作端口，就可以分别工作在滤波器或天线模式。也就是说，这样一个器件就实现了滤波器和天线两种功能。

现阶段已开发了一些多功能微波元件或可编程微波元件的器件，现有文献记载通过使用双功能空腔谐振器，提出了一种滤波器和天线集成的二合一设计，实现了三个不同频带的滤波和辐射操作，但带宽仅有0.33％；也有文献中采用贴片或介质谐振器用作相同频率的辐射器和滤波器，辐射器仅具有单极化应用；而且在这些设计中，滤波器和天线共用谐振器，因此它们的中心频率或带宽不能独立调谐，并且，他们的天线不能在同一个频率内实现双极化工作。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种双极化贴片天线与滤波器融合的多功能射频器件。

该器件具备双极化天线和带通滤波器两种工作模式，可以根据需要调整工作模式而不需要改动电路结构，且两种工作模式是独立的。

本发明采用如下技术方案：

一种双极化贴片天线与滤波器融合的多功能射频器件，包括三层介质基板，从上往下依次是顶层介质基板、中间层介质基板及底层介质基板；

所述顶层介质基板上表面设置寄生贴片；

所述中间层介质基板上表面设置辐射贴片，其下表面设置十字形馈电线，所述十字形馈电线的末端与辐射贴片相连；

所述底层介质基板的上表面设置地板，其下表面设置短路枝节线及匹配网络，所述短路枝节线一端并联在匹配网络靠近底层介质板中心位置的一端上，所述短路枝节线另一端与地板连接，所述匹配网络穿过底层介质基板通过金属线与十字形馈电线连接；

所述短路枝节线与十字形馈电线构成带通滤波器；

所述寄生贴片、辐射贴片与十字形馈电线构成双极化天线。