CN110768011B - 单层宽带滤波功能融合的高增益cpw差分天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，属于微波天线技术领域。该差分天线构建在单层介质基板上，介质基板的上层全面覆铜，得到接地金属；从介质基板的两端开始，沿着介质基板的中心线，对接地金属进行对称刻蚀，分别得到等长度等宽度的两段第一耦合缝隙，并在尽头分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第一对开槽；沿着介质基板的中心线，从第一对开槽处继续对称刻蚀接地金属，得到等长度等宽度的两段第二耦合缝隙；在两段第二耦合缝隙的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第二对开槽；最后沿着介质基板的中心线，将第二对开槽通过第三耦合缝隙连通。本发明减少了通信系统的尺寸，适用于更多高性能系统的设计。

Description

单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，涉及滤波天线，具体是单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线。

背景技术

近年来，对于滤波天线的研究越来越热门。滤波天线将滤波器和天线协同设计，解决了天线和滤波器独立设计带来的阻抗难匹配的问题，并且可以减小系统体积和降低成本等。

在现代微波和无线通信系统中，相比于单端天线，差分天线和其他射频器件连接时避免使用了额外的巴伦，从而减小了系统的体积、可以有效提高系统性能。天线作为通讯设备的最后一级，即辐射单元，需要电路馈电，馈电方式包括同轴线馈电、微带线馈电和共面波导(CPW)馈电。相较于其他两种馈电方式，CPW馈电的天线具有体积小、结构简单、以及易于集成的优点。

目前已有CPW差分馈电或差分馈电的天线被研究，研究的重点要么放在超宽带陷波天线，并没有滤波功能，要么没有滤波零点的产生，且其结构都较复杂。因此，若能够将差分CPW馈电和滤波天线结合起来，就能够减小滤波天线的整体尺寸，同时还可以保证滤波天线能够继承滤波器和天线各自的特性，同时差分馈电可以减少系统的损耗，提高天线的增益。

发明内容

本发明设计了一种单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，通过在接地金属上开两对相互平行但尺寸不同的矩形槽，产生两个零点，通过调节开槽的尺寸，实现滤波零点的可调，提高了天线的滤波选择性；同时通过调节介质基板的厚度可实现工作频率可调。本发明结构简单，滤波带宽宽，通过差分馈电，有效利用天线空间，使天线具有高增益的特性。

所述的单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，构建在单层介质基板上，在介质基板的上层全面覆铜，得到接地金属；

从介质基板的两端开始，沿着介质基板的中心线，对接地金属进行对称刻蚀，分别得到等长度等宽度的两段第一耦合缝隙，在两段第一耦合缝隙的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第一对开槽；沿着介质基板的中心线，从第一对开槽处继续对称刻蚀接地金属，得到等长度等宽度的两段第二耦合缝隙；在两段第二耦合缝隙的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第二对开槽；最后沿着介质基板的中心线，将第二对开槽通过第三耦合缝隙连通。

第一对开槽和第二对开槽相对平行，长度和宽度均不同，均垂直于介质基板的中心线；

三段耦合缝隙与两对开槽中间贯通；同时，通过刻蚀耦合缝隙在贯通的通道内产生了差分微带线；差分微带线包括对称的两段，长度分别从介质基板的一端开始，直至到第二对开槽处结束。

所述的第一对开槽和第二对开槽产生两个零点的原理如下：

开路谐振器的ABCD基本矩阵为：

其中，θ是第一对开槽或第二对开槽中任一开槽的一端枝节的电长度；Z是第一对开槽或第二对开槽中任一开槽的一端枝节的特性阻抗；两对开槽的两端对称，因此两端枝节的电长度θ和特性阻抗Z相同。

开路电路的输入导纳为：

谐振时：Y_in＝0，则谐振条件是cotθ＝0，即θ＝45°。当加载开槽时，开槽也就是第一对开槽或第二对开槽的任一开槽的总长为二分之一滤波零点所在频率对应的波长，两对开槽的两端枝节处于开路状态，槽内的电流方向相反，由于两对开槽结构对称，所以电流大小相同。此时，天线的能量被反射回去，不会辐射出去；最终在增益曲线上产生了两个传输零点，实现了滤波功能。

进一步，开槽尺寸影响零点和天线滤波的原理如下：

首先，计算两对开槽的总长度L：

c是自由空间中的光速，f是滤波零点处的频率，ε_e是介质基板的等效介电常数，

ε_r是介质基板的相对介电常数。

两对开槽的长度控制零点的频率，宽度影响天线滤波选择性和带宽。提高第二对开槽的宽度，天线S参数的下边带选择性变差；提高第一对开槽的宽度，天线S参数的上边带向高频移动，滤波带宽变宽，但第一对开槽的宽度太宽，上边带选择性会变差。

两对开槽的位置也相互制约，影响零点的位置，具体表现为：两对开槽间的距离变大时，上零点向低频移动，滤波带宽变窄。

综合考虑上述影响因素，通过HFSS软件优化来确定两对开槽的具体尺寸参数。

进一步，三段耦合缝隙的尺寸影响天线的工作带宽和匹配；

共面波导的特性阻抗是由微带线的宽度和耦合缝隙的宽度决定的。当两段微带线的宽度越宽，其特性阻抗越低；耦合缝隙宽度越宽，其特性阻抗越高。

经过仿真优化，结合实际加工精度以及回波损耗特性最终确定耦合缝隙的宽度。

所述的高增益CPW差分天线工作原理如下：

CPW差分天线工作时，给两段差分微带线分别馈入幅度相同，但相位相反的差分信号。在上零点，CPW差分天线上的电流主要集中在第一和第二耦合缝隙上，两对开槽上的电流很弱，其中第一和第二耦合缝隙上的电流方向相反，抵消掉部分能量，天线基本不工作，从而产生了辐射零点。

在下零点，CPW差分天线上的电流主要集中在两对开槽上，对于任意一个开槽，其两端枝节的电流大小相同方向相反，相互抵消，有极少的能量辐射出去，但是在下零点时，天线在开槽枝节的末端有少部分电流存在，所以其抑制情况较差于上零点。

本发明的优点在于：

1)单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，通过在接地金属上刻蚀两对相互平行的矩形槽，产生了两个滤波零点，零点可调，工作带宽宽，实现了滤波天线的设计，避免使用了滤波器，从而减少了通信系统的尺寸。而且，滤波零点的产生使得天线的滤波性能增强，提高了滤波的频带选择性，使得本发明可适用于更多高性能系统的设计。

2)单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，使用CPW结构，即接地金属和微带线处于同一平面，相比于微带线，减少了表面接地打孔操作，节约加工成本；因为CPW共面接地金属的存在，相邻的信号线串扰很弱，结合差分结构，天线实现了更加紧凑的设计布局。使用差分馈电使得天线的增益更高，性能更好，可与射频前端器件直接相连，减少了巴伦等器件的使用。

附图说明

图1为本发明单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线的三维结构示意图；

图2为本发明单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线的平面结构示意图；

图3为本发明CPW差分天线工作场景的示意图；

图4为本发明CPW差分天线的回波损耗仿真结果示意图；

图5为本发明CPW差分天线的增益仿真结果示意图；

图6为本发明CPW差分天线在4GHz的方向图仿真结果示意图。

图中，1-第一对开槽；2-第二对开槽；3-差分微带线；4-差分微带线；5-接地金属；6-第二耦合缝隙；7-第一耦合缝隙；8-第二耦合缝隙；9-第一耦合缝隙；10-第三耦合缝隙。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细描述。

应该理解，这些描述只是实例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

本发明的宽带高增益天线通过CPW差分馈电且具有两个滤波零点，其主体是结构对称的差分微带线和开槽的接地金属。通过在接地金属上开两对相互平行但尺寸不同的矩形槽，实现上下零点的产生和可调，结构简单，滤波带宽宽。通过调节开槽的尺寸，可以实现滤波零点的可调，提高了天线的滤波选择性，且通过调节介质基板厚度，可以实现工作频率的可调。而且通过差分馈电，有效利用天线空间，使天线具有高增益的特性。

本发明单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，如图1和图2所示，包括：两对相互平行的矩形槽1和2；两个结构对称的差分微带线3和4；接地金属5；耦合缝隙6-10以及介质基板。

所述的接地金属5位于所述的介质基板上层；在所述的接地金属5上刻蚀了两对相互平行、尺寸不同的矩形槽1和2和三段耦合缝隙6-10，从而间接得到了结构对称的差分微带线3和4；所述接地金属5和差分微带线3和4处于同一平面，形成CPW结构；所述三段耦合缝隙6-10尺寸不同、相互平行。

介质基板选用印刷PCB电路板，用于承载整个电路；根据天线的基本知识，介质基板的介电常数和厚度会影响天线的工作频率。降低介质基板的厚度，会导致天线的工作频率整个向高频移动，所以灵活选择尺寸，以适应各种不同的通信系统设计。

本实施例介质基板选择Rogers4350，介电常数为3.66，厚度3.81mm，尺寸为80mm*55mm。

从介质基板的两端开始，沿着介质基板的中心线，对接地金属5进行对称刻蚀，分别得到等长度等宽度的两段第一耦合缝隙7和9，在两段第一耦合缝隙7和9的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第一对开槽1；沿着介质基板的中心线，从第一对开槽1处继续对称刻蚀接地金属5，得到等长度等宽度的两段第二耦合缝隙6和8；在两段第二耦合缝隙6和8的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第二对开槽2；最后沿着介质基板的中心线，将第二对开槽2通过第三耦合缝隙10连通。

第一对开槽1和第二对开槽2相对平行，两对开槽的长度和宽度均不同，均垂直于介质基板的中心线；

三段耦合缝隙6-10与两对开槽1和2中间贯通；同时，通过刻蚀耦合缝隙6-10在贯通的通道内产生了差分微带线3和4；差分微带线3和4包括对称的两段，长度分别从介质基板的一端开始，直至到第二对开槽2处结束。

所述的第一对开槽和第二对开槽产生增益曲线上的两个传输零点，实现了滤波功能的原理如下：

根据滤波天线的基本原理，可以通过在天线的贴片或地面上刻蚀槽来实现滤波性能，实际上刻蚀槽可以视为嵌入开路谐振器，根据开路谐振器的原理，通过选择合适的槽尺寸，利用HFSS软件进行仿真优化，得到合适的结果。

根据开路谐振器的原理，由ABCD矩阵可以算出开路谐振器开路枝节(第一对开槽1或第二对开槽2中任一开槽的一端)的尺寸，实现方法就是通过刻蚀出四分之一波长的谐振腔来完成设计。

开路谐振器的ABCD基本矩阵为：

其中，θ是第一对开槽1或第二对开槽2中任一开槽的一端枝节的电长度；Z是第一对开槽1或第二对开槽2中任一开槽的一端枝节的特性阻抗；两对开槽的两端对称，因此两端枝节的电长度θ和特性阻抗Z相同。

在其他滤波天线的设计中，其结构并不一定要对称。

开路电路的输入导纳为：

谐振时：Y_in＝0，则谐振条件是cotθ＝0，即θ＝45°。当加载开槽时，开槽也就是第一对开槽1或第二对开槽2的任一开槽的总长为二分之一滤波零点所在频率对应的波长，两对开槽的两端枝节处于开路状态，槽内的电流方向相反，由于两对开槽结构对称，所以电流大小相同。此时，天线的能量被反射回去，不会辐射出去；最终在增益曲线上产生了两个传输零点，实现了滤波功能。

进一步，开槽尺寸影响零点和天线滤波的原理如下：

对于常规的均匀矩形槽，有长和宽两个基本参数；其中长度主要控制零点的频率。对这样的常规矩形结构，只有一个关键参数(长度)，具有很强的约束性。在本实例中，两对相互平行的矩形槽的引入，产生了两个滤波零点，两对矩形槽之间相互影响，决定了矩形槽尺寸。这样就使得宽度也是一个关键参数，主要影响天线的选择性和带宽。两对矩形槽位置也相互制约，影响天线的带宽和零点的位置。关键参数的增加提高了系统设计的自由度，可以更加精确地控制零点的位置和天线匹配。

首先，计算第一对开槽1或第二对开槽2的总长度L：

c是自由空间中的光速，f是滤波零点处的频率，ε_e是介质基板的等效介电常数，

ε_r是介质基板的相对介电常数。

在本发明中，两对开槽的长度控制零点的频率，宽度影响天线滤波选择性和带宽。提高第二对开槽2的宽度，天线S参数的下边带选择性变差；提高第一对开槽1的宽度，天线S参数的上边带向高频移动，滤波带宽变宽，但第一对开槽1的宽度太宽，上边带选择性会变差。两对开槽的位置也相互制约，影响零点的位置，具体表现为：两对开槽间的距离变大时，上零点向低频移动，滤波带宽变窄。

最后，综合考虑以上影响因素，通过HFSS软件优化来确定两对开槽的具体尺寸最终参数，实现了带宽宽、滤波选择性好的CPW差分天线。

进一步，三段耦合缝隙的尺寸影响天线的工作带宽和匹配；

根据CPW传输线理论，共面波导的特性阻抗是由微带线的宽度和耦合缝隙的宽度决定的。当两段微带线的宽度越宽，其特性阻抗越低；耦合缝隙宽度越宽，其特性阻抗越高。在设计过程中，先用txline软件，根据选用的介质基板的厚度和介电常数，计算出输入阻抗为50Ω的微带线的宽度和耦合缝隙的宽度。耦合缝隙的宽度并不是越小或越大越好，经过仿真优化，结合实际加工精度以及回波损耗特性，最终确定耦合缝隙6和8的宽度为0.2mm，耦合缝隙7和9的宽度为1.8mm。

所述的单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线的设计过程如下：

首先，设计工作在需要的中心频率的传统CPW差分微带线天线，无开槽，且所有耦合缝隙的宽度相同；此时，天线的工作带宽窄，上边带有滤波零点产生的趋势。

然后、在接地金属上对称刻蚀第二对开槽2，设计两段差分微带线3和4为阶梯型，靠近第二对开槽2的位置微带线较宽。

设计差分微带线3和4为阶梯型的目的是为了增大工作带宽，刻蚀第二对开槽2是为了阻抗匹配，此时第二对开槽2的长度较小，并没有影响上零点的作用。

继续在接地金属上刻蚀第一对开槽1，调节两对开槽的尺寸，以及两对开槽之间的距离。

第二对开槽2影响了上零点的产生和位置，第一对开槽1影响了下零点的产生和位置，两对开槽之间的位置影响天线的零点位置和工作频带。

最后，考虑到实际加工的精度问题，以及差分微带线3和4要和特性阻抗50Ω的SMA接头焊接，SMA的接头尺寸也有要求，所以阶梯型的微带线3和4的宽度不能太大或太小，考虑把差分微带线3和4设计成规则的矩形形状，把微带线3和4和接地金属5间的耦合缝隙设计成尺寸不同的缝隙，通过调节耦合缝隙的尺寸来实现较大的工作带宽和天线的阻抗匹配。

进一步仿真优化，最终得到合适的优化参数。

上述的所有设计过程都是通过电磁仿真软件HFSS完成的。

所述的高增益CPW差分天线工作原理如下：

CPW差分天线工作时，给两段差分微带线分别馈入幅度相同，但相位相反的差分信号。在上零点(4.97GHz)，CPW差分天线上的电流主要集中耦合缝隙6-9上，两对开槽上的电流很弱，其中耦合缝隙6(8)与耦合缝隙7(9)上的电流方向相反，抵消掉部分能量，天线的增益为-20.82dBi，天线基本不工作，从而产生了辐射零点。

在下零点(3.07GHz)，CPW差分天线上的电流主要集中在两对开槽上，对于任意一个开槽，其两端枝节的电流大小相同方向相反，相互抵消，天线的增益为-6.95dBi，有极少的能量辐射出去，从而产生了下零点。但是在3.07GHz时，天线在开槽枝节的末端有少部分电流存在，所以其抑制情况较差于上零点。

如图3所示，一般而言，在射频前端模块中，天线和收发器芯片之间依次连接滤波器、巴伦和匹配电路。收发器芯片输出的平衡信号相比于单端信号可以大大减少串扰，而单端口天线不能直接与其相连，需要引入巴伦(平衡-不平衡转换器)将平衡信号转化成单端信号。大多数巴伦在传输通带附近没有阻带抑制，可以通过加入滤波器来实现滤波功能。匹配电路的作用则是实现从收发器芯片到后级电路的最大功率传输。

本发明通过将滤波器、巴伦和天线整合起来，设计成CPW差分滤波天线，实现了集成化和小型化，减少了系统的体积，缩减了成本。其中，差分馈电技术是指两个端口同时馈电，输入的信号是两个幅度相同相位相反的差分信号。本发明选用了CPW差分馈电的结构，即差分馈电线和接地金属处在同一平面上，天线可以直接与其他器件相连，避免了额外打孔、转接等操作，且具有低损耗、低色散的优点。

相比于单端口馈电，差分馈电降低了天线的交叉极化，匹配损耗低，且具有较强的谐波抑制能力。因此，差分天线的增益比单端口馈电的天线增益要高，从而提高了系统的性能。滤波功能集成到天线上，可以减小系统的体积、降低损耗和提高系统效率。本发明实施例的工作频段在5G频段，具有高增益、带宽宽、滤波等特性，通过灵活选择天线尺寸可以适用于基站、WLAN和UWB等各种通信系统。

本发明构建在单层PCB板上，馈电方法是CPW差分馈电，通过两对相互平行的矩形槽实现了滤波功能，且结构简单，结构紧凑，滤波零点可调。再者，本发明具有带宽宽的特性，基本覆盖了5G商用的工作频段，适用于5G通信系统。并且，在整个通带内增益值较高，增益的平坦程度和过渡带的陡峭程度较好。

本发明设计简单，易于实现，理论依据是CPW传输的基本理论和滤波天线的基本原理。可以根据应用场景的不同，对天线进行重复性的计算和设计，设计过程容易。

实施例：

设定工作的中心频率为3.935GHz，通带范围(|S_dd11|<-10dB)为3.28GHz-4.59GHz，最大增益为8.16dBi,两个滤波零点位置分别为3.07GHz和4.97GHz。

两对相互平行的矩形开槽中，第二对开槽2产生了上零点，且具有调节阻抗匹配的功能，其宽度为1mm，长度为30.4mm。第一对开槽1产生了下零点，其宽度为4mm，长度为33.2mm。

两个差分微带线3和4是来给整个CPW天线馈电的单元，考虑到天线要与特性阻抗为50Ω的SMA接头焊接，输入阻抗的值设为50Ω，其宽度为1.6mm，长度为34mm。接地金属5宽度为55mm，长度为80mm。耦合缝隙6和8宽度为0.2mm，长度为18mm。耦合缝隙7和9宽度为1.8mm，长度为12mm。耦合缝隙10宽度为2mm，长度为10mm。

本实例的天线S参数回波损耗仿真结果图如图4所示，可以看出|S_dd11|有2个谐振点，3.37GHz和4.49GHz，工作频段(|S_dd11|<-10dB)为3.28GHz–4.59GHz。由|S_dd11|仿真参数曲线，可以看出本实施例具有良好的宽带滤波特性，裙带选择性很好，带宽为1.31GHz，相对带宽为33.29％，滤波效果显著。

本实例的增益仿真结果示意图如图5所示，从图中可以看出两个滤波零点位置分别为3.07GHz和4.97GHz。增益曲线的裙带选择性很好，通带内增益平坦，最大增益为8.16dBi。而同尺寸单端馈电天线的最大增益为3.72dBi，本实施例差分天线的增益相比单端馈电天线提高了4.44dBi。因此，差分馈电确实提高了天线增益，成功实现了高增益CPW差分天线的设计。

本实例在4GHz的方向图仿真结果如图6所示，其中，在

平面上，交叉极化抑制在-27.8dBi以下；在

平面上，交叉极化抑制在-30.8dBi以下。因为本发明的结构对称，

平面的主极化前向的增益为6.48dBi,后向的增益为5.47dBi；

平面上的主极化类似全向极化，最大增益为6.48dBi，最小增益为2.07dBi。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (4)

1.单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，其特征在于，构建在单层介质基板上，在介质基板的上层全面覆铜，得到接地金属；

从介质基板的两端开始，沿着介质基板的中心线，对接地金属进行对称刻蚀，分别得到等长度等宽度的两段第一耦合缝隙，在两段第一耦合缝隙的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第一对开槽；沿着介质基板的中心线，从第一对开槽处继续对称刻蚀接地金属，得到等长度等宽度的两段第二耦合缝隙；在两段第二耦合缝隙的尽头，分别对称刻蚀相互平行且尺寸相同的第二对开槽；最后沿着介质基板的中心线，将第二对开槽通过第三耦合缝隙连通；

三段耦合缝隙与两对开槽中间贯通；同时，通过刻蚀耦合缝隙在贯通的通道内产生了差分微带线；差分微带线包括对称的两段，长度分别从介质基板的一端开始，直至到第二对开槽处结束；

所述的第一对开槽和第二对开槽相对平行，长度和宽度均不同，均垂直于介质基板的中心线；产生两个零点的原理如下：

开路谐振器的ABCD基本矩阵为：

其中，θ是第一对开槽或第二对开槽中任一开槽的一端枝节的电长度；Z是第一对开槽或第二对开槽中任一开槽的一端枝节的特性阻抗；两对开槽的两端对称，因此两端枝节的电长度θ和特性阻抗Z相同；

开路电路的输入导纳为：

谐振时：Y_in＝0，则谐振条件是cotθ＝0，即θ＝45°；当加载开槽时，开槽也就是第一对开槽或第二对开槽的任一开槽的总长为二分之一滤波零点所在频率对应的波长，两对开槽的两端枝节处于开路状态，槽内的电流方向相反，由于两对开槽结构对称，所以电流大小相同；此时，天线的能量被反射回去，不会辐射出去；最终在增益曲线上产生了两个传输零点，实现了滤波功能。

2.如权利要求1所述的单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，其特征在于，所述开槽的具体尺寸设计如下：

首先，计算两对开槽的总长度L：

c是自由空间中的光速，f是滤波零点处的频率，ε_e是介质基板的等效介电常数，

ε_r是介质基板的相对介电常数；

两对开槽的长度控制零点的频率，宽度影响天线滤波选择性和带宽；提高第二对开槽的宽度，天线S参数的下边带选择性变差；提高第一对开槽的宽度，天线S参数的上边带向高频移动，滤波带宽变宽，但第一对开槽的宽度太宽，上边带选择性会变差；

两对开槽的位置也相互制约，影响零点的位置，具体表现为：两对开槽间的距离变大时，上零点向低频移动，滤波带宽变窄；

综合考虑上述影响因素，通过HFSS软件优化来确定两对开槽的具体尺寸参数。

3.如权利要求1所述的单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，其特征在于，所述的三段耦合缝隙的尺寸影响天线的工作带宽和匹配；

共面波导的特性阻抗是由微带线的宽度和耦合缝隙的宽度决定的；当两段微带线的宽度越宽，其特性阻抗越低；耦合缝隙宽度越宽，其特性阻抗越高；

经过仿真优化，结合实际加工精度以及回波损耗特性最终确定耦合缝隙的宽度。

4.如权利要求1所述的单层宽带滤波功能融合的高增益CPW差分天线，其特征在于，所述的高增益CPW差分天线工作原理如下：

CPW差分天线工作时，给两段差分微带线分别馈入幅度相同，但相位相反的差分信号；在上零点，CPW差分天线上的电流主要集中在第一和第二耦合缝隙上，两对开槽上的电流很弱，其中第一和第二耦合缝隙上的电流方向相反，抵消掉部分能量，天线基本不工作，从而产生了辐射零点；

在下零点，CPW差分天线上的电流主要集中在两对开槽上，对于任意一个开槽，其两端枝节的电流大小相同方向相反，相互抵消，有极少的能量辐射出去，但是在下零点时，天线在开槽枝节的末端有少部分电流存在，所以其抑制情况较差于上零点。

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