[发明专利]一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线

说明书

本发明公开了一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线，包括介质基板，其上层设有中部辐射贴片，以及以中部辐射贴片为中心的直条形寄生贴片、第一寄生贴片、第二寄生贴片；介质基板下层设有矩形开槽地板、馈电结构及位于宽带低剖面滤波天线下方的反射表面金属板；中部辐射贴片顶端开设有直条形缝隙，直条形寄生贴片位于直条形缝隙处，与中部辐射贴片耦合；第一寄生贴片、第二寄生贴片与中部辐射贴片间均存在耦合空隙。通过在中部辐射贴片周围加载寄生贴片，可实现较好的跨频带滤波特性和良好的阻抗匹配。使天线增益平坦度好，性能良好，结构简单，在结构中有效减小天线的尺寸，集成化高，使滤波天线具有结构更紧凑、轻量化和低成本等优势。

技术领域

本发明涉及滤波天线技术领域，尤其涉及一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线。

背景技术

不同频段电磁波信号在天线辐射中会相互干扰，为了滤除不必要的信号，传统设计方法是将滤波器与天线分别设计进行级联，但这样容易导致器件间阻抗失配，同时天线的小型化及可集成化也是现今研究的热点，把滤波与天线设计在一起所构成的天线就是滤波天线。

微带天线的诸多优点，如小型、轻便、易集成、成本低等，使得微带天线被广泛应用到无线通讯系统中。然微带天线频带较窄也是其最突出的缺点。对于微带天线的带宽扩展，提出了很多改进技术，例如在微带天线上开缝、挖孔、加金属探针、加非辐射的寄生结构等等。然而挖孔、加金属探针等方法会导致天线的效率减低、波形裂变、产生高次模、增益降低等问题。同时，在扩展天线带宽时，很多时候天线并不具有滤波功能。因此，设计一款简单的增益稳定、不需要额外增加匹配网络的宽频带滤波天线具有重要意义。

现今大部分滤波天线都是单频或双频天线，频带一般都较窄，即使是有部分滤波天线的频带较宽，也是通过金属化过孔(短路孔)、加金属探针，或者天线阵列实现，如华南理工大学的钱建锋等在2017年7月申请的专利“一种三频滤波微带缝隙天线”(申请号：201710533394.0)中就采用了短路柱来获得三频滤波效果；再如中国电子科技集团公司第五十八研究所的张诚等在2019年1月申请的专利“一种宽频带差分滤波贴片”(申请号：201920132471.6)中也是采用多层结构及短路孔实现宽频特性。金属化过孔与加金属探针，工艺上较微带贴片复杂，且在金属探针焊接处会出现焊接痕迹，易引起高次模，从而削弱天线的辐射能力及增益，而天线阵列实现宽带滤波，会增加天线的尺寸，对于天线小型化与集成化不利。因此，设计一款低剖面的工艺简单不会因其高次模的滤波天线具有比较重要的实际应用意义。同时，为了获得更好的辐射特性和增益，一个位于天线下方的反射表面金属板，用来对电磁波进行反射，调整反射表面金属板与天线的距离，使得反射波与入射波相消或相长。

因此一款低剖面、高增益、不需要复杂工艺、不会引起高次模的具有滤波效果的宽频带天线具有重要意义。

发明内容

本发明为解决现有的滤波天线存在剖面大、集成化低，过孔或加金属探针的工艺复杂及引起高次模的技术问题，提供了一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线。

为实现以上发明目的，而采用的技术手段是：

一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线，包括介质基板，其上层设有中部辐射贴片，以及以所述中部辐射贴片为中心的直条形寄生贴片、第一寄生贴片、第二寄生贴片；所述介质基板下层设有矩形开槽地板、馈电结构及位于所述宽带低剖面滤波天线下方的反射表面金属板；

所述中部辐射贴片顶端开设有直条形缝隙，所述直条形寄生贴片位于直条形缝隙处，与所述中部辐射贴片耦合，所述第一寄生贴片、第二寄生贴片与所述中部辐射贴片间均存在耦合空隙。