[發明專利]一種雙槽對稱激勵的差分雙工濾波天線

在審

• 申請號: 201911371146.6
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110931972A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 謝澤明;伍澤科
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q5/10;H01Q9/04
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍;江裕強

本發明公開了一種雙槽對稱激勵的差分雙工濾波天線。所述天線包括上層介質基板、下層介質基板、金屬地板、第一金屬饋電微帶線、第二金屬饋電微帶線、金屬矩形輻射貼片、耦合縫隙、金屬微帶諧振器、以及第一金屬微帶開口諧振環、第二金屬微帶開口諧振環、第三金屬微帶開口諧振環、第四金屬微帶開口諧振環。本發明用一個緊湊的結構，同時實現了輻射、雙工合成、通道濾波、差分饋電以及平衡?不平衡變換功能，保證了良好的交叉極化性能、波瓣對稱性和雙工濾波輻射能力。

技術領域

本發明涉及無線通信天線領域，具體涉及一種雙槽對稱激勵的差分雙工濾波天線。

背景技術

近年來，設計高度小型化和集成化的射頻前模塊已經成為了未來的發展趨勢，因此設計體積小、集成度高的射頻前端系統也得到了研究人員的關注。隨著人們對濾波天線的帶寬展寬、交叉極化、頻率選擇性和輻射性能的深入研究，也為雙工天線的研究奠定了基礎。在雙工天線中，信號接收和信號發射都使用同一副天線，因此雙工天線不僅可以降低成本，還能夠減少系統的體積。

傳統來說，天線和雙工器是分開設計的，最后通過50Ω傳輸線和匹配網絡串聯實現濾波天線的設計，但這會造成結構尺寸和插入損耗的增大。濾波天線是近年來備受關注的一種新技術，在濾波天線中，天線不僅起到輻射作用，而且還具有濾波的功能，因此濾波天線具有較小的尺寸。

在現有的雙工天線技術中，交叉極化性能和輻射波瓣的對稱性尚有不足(Y.Lee,J.Tarng and S.Chung,A filtering diplexing antenna for dual-band operationwith similar radiation patterns and low cross-polarization levels,in IEEEAntennas and Wireless Propagation Letters,vol.16,pp.58-61,2017.)。交叉極化性能差會影響天線的極化純度，一方面導致通信效率降低，另一方面會帶來干擾；不對稱的波瓣難以滿足某些應用的要求，比如測量、定位等。

因此，結構緊湊、具有雙工濾波特性的同時具有良好交叉極化性能和對稱波瓣的雙工天線是通信技術和天線技術領域的重要的需求(H.Jin,G.Q.Luo,W.Che,K.Chin,Y.Panand Y.Yu,Vertically-integrated differential filtering patch antenna excitedby a balun bandpass filter,in IET Microwaves,Antennas&Propagation,vol.13,no.3,pp.300-304,27 2 2019)。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種同時具有輻射、濾波、雙工性能，并且有良好交叉極化特性和對稱輻射波瓣的雙工濾波天線。本發明具有體積小、集成度高、交叉極化低以及輻射波瓣對稱的優點。

本發明的目的至少能夠通過如下技術方案實現。

一種雙槽對稱激勵的差分雙工濾波天線，包括上層介質基板、下層介質基板、金屬地板、第一金屬饋電微帶線、第二金屬饋電微帶線、金屬矩形輻射貼片、耦合縫隙、金屬微帶諧振器、以及第一金屬微帶開口諧振環、第二金屬微帶開口諧振環、第三金屬微帶開口諧振環、第四金屬微帶開口諧振環；

上層介質基板、金屬地板和下層介質基板粘合在一起，金屬地板嵌在上層介質基板和下層介質基板之間；金屬地板上面刻有兩條平行放置的耦合縫隙；

金屬矩形輻射貼片貼在上層介質基板的上表面，且金屬矩形輻射貼片的中心與上層介質基板中心重合，其長度為波導波長的二分之一，其寬度要大于兩條耦合縫隙之間的距離；