[发明专利]一种基于开口阶梯槽的差分宽带端射滤波天线

说明书

本发明涉及一种基于开口阶梯槽的差分宽带端射滤波天线，属于射频前端器件领域，包括介质基板，所述介质基板下表面设置有金属接地版；所述金属接地板的中部位置刻蚀有1/4λ的二阶阶梯槽，两侧分别刻蚀有长矩形槽；所述介质基板上表面设置有二阶短路闭口环形谐振器，并通过金属通孔贯穿所述二阶短路闭口环形谐振器、介质基板和金属接地板；所述二阶短路闭口环形谐振器的外侧间隔连接差分馈电激励源，内侧依次间隔连接第二微带线和第一微带线。

技术领域

本发明属于射频前端器件领域，涉及一种基于开口阶梯槽的差分宽带端射滤波天线。

背景技术

随着近年来无线通信技术的快速迭代，现在射频前端系统的构成从仅仅使用某单一频段向集成多代无线通信技术发展。这种集成宽带的射频前端系统在低功耗、器件小型化的同时维持性能不发生较大改变甚至性能提升方面给业内学者、研究机构和商业公司提出了前所未有的挑战。

传统的单端天线在使用时需要级联巴伦和滤波器，不可避免地会造成能量损耗和导致射频前端电路过大，不利于将其集成在便携式设备中。为了解决级联器件造成射频电路体积大和功耗高的问题，传统的技术方案是将天线设计和滤波器设计进行融合设计，但是仍然会使用巴伦电路，这仍然不能避免系统的整体性能降低，此外常规实现端射辐射的方式都面临体积过大的问题。

另外，现有的天线为了实现端射辐射效果常采用八木结构、Vivaldi结构或1/2λ槽结构，采用这种结构的端射天线电尺寸大，如果级联滤波器和巴伦电路后整个射频前端电路将非常臃肿，而在集成滤波效果的天线中也常采用多层结构，多种介质基板，最后造成整个天线的剖面高度过大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于开口阶梯槽的差分宽带端射滤波天线，解决端射天线射频前端电路小型化问题。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于开口阶梯槽的差分宽带端射滤波天线，包括介质基板，所述介质基板下表面设置有金属接地板；所述金属接地板的中部位置刻蚀有1/4λ的二阶阶梯槽，两侧分别刻蚀有长矩形槽；所述介质基板上表面设置有二阶短路闭口环形谐振器，并通过金属通孔贯穿所述二阶短路闭口环形谐振器、介质基板和金属接地板；所述二阶短路闭口环形谐振器的外侧间隔连接差分馈电激励源，内侧依次间隔连接第二微带线和第一微带线。

进一步，所述1/4λ的二阶阶梯槽包括第一矩形槽和第二矩形槽，所述第一矩形槽刻蚀在金属接地板的顶部中心位置，所述第二矩形槽连接第一矩形槽的底部中心，向金属接地板的底部延伸。

进一步，所述二阶短路闭口环形谐振器包括一个矩形方框，所述矩形方框内的两侧分别设有中间枝节。

进一步，所述差分馈电激励源包括矩形部和设置在矩形部内侧的倒L部，所述倒L部正对二阶短路闭口环形谐振器。

进一步，所述第一微带线为设有缺口的矩形，所述缺口正对第二微带线；所述第二微带线为长条形。

进一步，所述差分馈电激励源与二阶短路闭口环形谐振器之间的间隔为0.2mm；二阶短路闭口环形谐振器与第二微带线之间的间隔为0.3mm；第二微带线与第一微带线之间的间隔为0.2mm。

进一步，所述介质基板的相对介电常数ε为2.55，损耗角正切为0.0015，厚度为1mm；金属接地板、差分馈电激励源、二阶短路闭口环形谐振器、第一微带线、第二微带线为0.017mm厚度的铜。

进一步，所述金属通孔的半径为0.3mm，高度为1.034mm。

进一步，天线工作的中心频率为4.26GHz，相对带宽为46.95％，即3.26-5.26GHz，带内增益5dBi以上。