[發明專利]一種基于雙極化磁電偶極子的多功能射頻器件

在審

• 申請號: 201910188785.2
• 申請日: 2019-03-13
• 公開（公告）號: CN109888478A
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 章秀銀;張垚;程朝益;潘詠梅;曹云飛
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q9/16;H01Q19/10;H01P1/20
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 王東東

本發明公開了一種基于雙極化磁電偶極子的多功能射頻器件,包括雙極化對稱陣子輻射結構、饋電網絡結構及反射板；所述雙極化對稱陣子輻射結構包括兩個相互正交的垂直基板，在兩個相互正交的垂直基板形成的每個區域內設置三塊相互垂直的金屬板，其中兩塊金屬板垂直設置在反射板上，另一塊金屬板水平放置在這兩塊垂直于反射板的金屬板上方；所述饋電網絡結構由加載寄生鉤形自耦合線的Γ型饋線構成，所述Γ型饋線的一個枝節加載鉤形自耦合線，所述鉤形自耦合線設置在垂直基板上。本發明無需額外改變電路結構，可以單獨控制濾波器和天線信道，實現了雙端口多功能射頻器件。

技術領域

本發明涉及無線移動通信領域，具體涉及一種基于雙極化磁電偶極子的多功能射頻器件。

背景技術

我國微波通信廣泛應用L、S、C、X諸頻段，K頻段的應用尚在開發之中。由于微波的頻率極高,波長又很短,其在空中的傳播特性與光波相近,也就是直線前進,遇到阻擋就被反射或被阻斷,因此微波通信的主要方式是視距通信,超過視距以后需要中繼轉發。微波站的設備包括天線、收發信機、調制器、多路復用設備以及電源設備、自動控制設備等。與傳統的單功能設備相比，多功能微波設備具有廣泛的潛在應用和優勢。具體而言，多功能微波設備可以響應操作要求的變化更新其功能，重新配置以預測用戶需求的變化，可以持續地改善環境，并降低與硬件開發周期相關的成本、大小和時間。

濾波器和天線是射頻前端必不可少的兩個無源器件。為了使其功能多樣化，已經投入大量精力設計具有可調中心頻率、帶寬和傳輸零點的濾波器，以及在帶通和帶阻之間切換它們工作模式的濾波器。對可重構工作頻率，輻射模式和極化的天線也做了大量工作。此外，還開發了各種濾波器和天線(濾波天線)的協同設計。然而，所有這些設計僅提供單個組件功能，即濾波器或天線。

現階段還開發了多功能微波元件或可編程微波元件的器件，現有技術通過使用雙功能空腔諧振器，提出了一種濾波器和天線集成的二合一設計，實現了三個不同頻帶的濾波和輻射操作，雖然實現了雙極化功能，但帶寬僅有0.33％；另外，貼片或介質諧振器用作相同頻率的輻射器和濾波器，輻射器僅具有單極化應用；而且在這些設計中，濾波器和天線共用諧振器，因此它們的中心頻率或帶寬不能獨立調諧。

在現有的雙極化濾波天線和帶通濾波器應用設計中，要考慮如何實現通帶邊沿具有快速滾降的頻率選擇性和一定的帶外抑制能力，并且可以單獨控制濾波器和天線信道；還要求天線結構較簡單，體積較小。

發明內容

為了克服現有技術存在的缺點與不足，本發明提供一種基于雙極化磁電偶極子的多功能射頻器件，具備寬帶濾波性能，工作性能穩定，具有高增益和高頻率選擇性。

本發明采用如下技術方案：

一種基于雙極化磁電偶極子的多功能射頻器件，包括雙極化對稱陣子輻射結構、饋電網絡結構及反射板；

所述雙極化對稱陣子輻射結構包括兩個相互正交的基板，垂直設置在反射板上，在兩個相互正交的垂直基板形成的每個區域內設置三塊相互垂直的金屬板，其中兩塊金屬板垂直設置在反射板上，另一塊金屬板水平放置在這兩塊垂直于反射板的金屬板上方；

所述饋電網絡結構由加載鉤形自耦合線的Γ型饋線構成，所述Γ型饋線的一個枝節加載鉤形自耦合線，所述Γ型饋線設置在垂直基板上。

本發明水平放置的金屬板為方形。

所述Γ型饋線包括兩條垂直于反射板的垂直枝節及一條水平枝節，兩條垂直枝節連接在水平枝節的兩端，所述鉤形自耦合線加載在垂直枝節上。

所述兩條垂直枝節的長度不同，其中一條垂直枝節與反射板連接，其連接處為饋電端口。

所述鉤形自耦合線由四段依次垂直連接的枝節構成，起始段枝節與Γ形饋線的一個枝節垂直。

所述鉤形自耦合線加載在與反射板連接的垂直枝節上。