CN113193383A - 一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线，包括介质基板和敷在介质基板两面的馈线、阻抗匹配线、吸收枝节、地板以及一对偶极子臂；馈线、阻抗匹配线以及其中一个偶极子臂分布于介质基板的上层，且阻抗匹配线和该偶极子臂通过并联的方式与馈线连接；地板以及另一个偶极子臂位于介质基板的下层；吸收枝节与阻抗匹配线串联，其由带阻滤波器和吸收电阻组成，带阻滤波器处于介质基板的上层，吸收电阻跨接在介质基板和地板两层之间。本发明首次采用使用吸收枝节的平面滤波八木天线，相对阻抗带宽为19.3％，具有良好的滤波特性。
Description
技术领域
本发明属于天线技术领域，特别是滤波天线领域，具体是一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线。
背景技术
小型化、集成化以及模块化是当今无线通信系统的主要发展趋势。集成了滤波器与天线两个重要器件的滤波天线能够有效缩减系统的整体尺寸，提高其集成度，并构成射频前端中的天线滤波模块(AFU)，因而对于通信系统的应用与发展具有重要意义。
但是滤波天线的传统设计方法面临尺寸大、受制于天线结构等窘境。例如：ChengW[1]等中提出的滤波天线只是将滤波器与天线进行级联，这种方法未能考虑滤波器与天线的具体特性，容易造成阻抗失配，增加插损，且尺寸大小并没有太大变化。又如：Hu H T[2]等提出将天线当作滤波器的最后一阶谐振器，该方法同样不利于集成元件的小型化。在天线上加载寄生结构也是一种设计滤波天线的方法，如：Jin J Y[3]等通过在贴片天线上开槽来实现良好的滤波特性，同时也有利于减小前端器件的尺寸，但是该方法太过于受限于天线的具体结构，对于不同的天线，并没有确定的方式实现滤波。
[1]Cheng W，Li D.Circularly polarised filtering monopole antenna basedon miniaturised coupled filter[J].Electronics Letters，2017，53(11):700-702.
[2]Hu H T，Chen F C，Qian J F,Chu Q X.A differential filteringmicrostrip antenna array with intrinsic common mode rejection[J].IEEETransactions on Antennas and Propagation，2017，65(12):7361-7365.
[3]Jin J Y，Liao S，Xue Q.Design of filtering-radiating patch antennaswith tunable radiation nulls for high selectivity[J].IEEE Transactions onAntennas and Propagation，2018，66(4):2125-2130.
发明内容
发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于吸收滤波的滤波天线，通过加载并联吸收枝节，设计出一款新型平面滤波八木天线。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线，包括介质基板和敷在介质基板两面的馈线、阻抗匹配线、吸收枝节、地板以及一对偶极子臂；
所述馈线、阻抗匹配线以及其中一个偶极子臂分布于介质基板的上层，且阻抗匹配线和该偶极子臂通过并联的方式与馈线连接；
所述地板以及另一个偶极子臂位于介质基板的下层；
所述吸收枝节与阻抗匹配线串联，其由带阻滤波器和吸收电阻组成，带阻滤波器处于介质基板的上层，吸收电阻跨接在介质基板和地板两层之间。
进一步地，所述带阻滤波器的阶数为两阶以上，每阶通过一微带线构成，带阻滤波器一端与阻抗匹配线连接，另一端与吸收电阻连接。
优选地，所述的馈线由下段馈线和上段馈线组成，阻抗匹配线的一端连接在上下馈线的连接处。
具体地，所述的偶极子臂包括第一偶极子臂和第二偶极子臂；第一偶极子臂位于介质基板的上层，并与上段馈线的顶部连接，第二偶极子臂位于介质基板的下层，并与地板的顶部连接；第一偶极子臂和第二偶极子臂的设置方向相反。
优选地，所述的介质基板的材料为Rogers RT/duroid 5880。
优选地，所述的馈线的阻值为50Ω。
优选地，所述的带阻滤波器中每阶微带线的阻值为150Ω。
优选地，所述的吸收电阻的阻值为100Ω。
有益效果：
本发明首次采用使用吸收枝节的平面滤波八木天线，相对阻抗带宽为19.3％，具有良好的滤波特性；与现有技术相比，本发明提出的基于吸收滤波枝节的滤波天线设计新方法是一种通用方法，为天线滤波特性的精确设计提供了可能，且不再受制于天线的具体结构。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的立体结构示意图。
图2为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的上层示意图。
图3为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的下层示意图。
图4为不使用吸收枝节的平面八木天线和带阻滤波器分别独自工作时的反射系数。
图5为平面八木天线在并联吸收枝节和未并联吸收枝节两种情况下的天线增益曲线对比图。
图6为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的反射系数。
图7为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的辐射效率图。
其中，各附图标记分别代表：
1介质基板；2馈线；21下段馈线；22上段馈线；3阻抗匹配线；4吸收枝节；41带阻滤波器；42吸收电阻；5地板；6偶极子臂；61第一偶极子臂；62第二偶极子臂。
具体实施方式
根据下述实施例，可以更好地理解本发明。
如图1所示该种使用吸收枝节的平面滤波八木天线包括介质基板1和敷在介质基板1两面的馈线2、阻抗匹配线3、吸收枝节4、地板5以及一对偶极子臂6。
其中，馈线2、阻抗匹配线3以及其中一个偶极子臂分布于介质基板1的上层，且阻抗匹配线3和该偶极子臂通过并联的方式与馈线2连接；地板5以及另一个偶极子臂位于介质基板1的下层；吸收枝节4与阻抗匹配线3串联，其由带阻滤波器41和吸收电阻42组成，带阻滤波器41处于介质基板1的上层，吸收电阻42跨接在介质基板1和地板5两层之间。
介质基板1的板材为Rogers RT/duroid 5880(tm)，八木天线的一对偶极子臂6分别位于介质基板1的上下两层，吸收电阻42接地，并与带阻滤波器41串联组成吸收枝节4用于吸收带外能量，吸收枝节4与天线并联，带阻滤波器41阶数为二阶，构成为四分之一波长传输线。当然，带阻滤波器41阶数不限于本实施例中的二阶，可以根据需要设置为多阶。
如图2所示，介质基板1为长方体，长l＝150mm，宽w＝75mm，高h＝1.5mm。馈线2由下段馈线21和上段馈线22组成，阻值为50Ω；下段馈线21长lf1＝18mm，宽wf1＝4.6mm；上段馈线22长lf3＝31.35mm，宽wf3＝3mm。偶极子臂6包括第一偶极子臂61和第二偶极子臂62；第一偶极子臂61位于介质基板1的上层，并与上段馈线22的顶部连接，第二偶极子臂62位于介质基板1的下层，并与地板5的顶部连接；第一偶极子臂61和第二偶极子臂62的设置方向相反；两根偶极子臂长ld＝24mm，宽wd＝3mm。阻抗匹配线3长度lf2＝18.15mm，宽度wf2＝5mm。
带阻滤波器41阶数为二阶，由一段100Ω和两段150Ω的微带线组成，两段150Ω的微带线构成二阶结构；100Ω微带线长度ls1＝23mm，宽度ws1＝2.3mm；两段150Ω的微带线对称设置，纵向部分长度ls2＝14mm，末端弯折部分长度ls3＝8mm，宽度ws2＝0.4mm。
如图3所示，地板5的长度为150mm，宽度为37mm；第二偶极子臂62与地板5的顶部连接。
在电磁仿真软件HFSS中进行建模仿真。图4为不使用吸收枝节的平面八木天线和带阻滤波器分别独自工作时的反射系数。可以看到，当二者单独工作时，八木天线的中心频率为2.7GHz，而带阻滤波器在2.7GHz频段具有良好的带阻特性。因此，当频率为2.7GHz时，八木天线正常辐射，滤波器为带阻特性，对天线没有影响。而当频率在1.5-1.8GHz与3.2-4.0GHz时，滤波器为带通特性，能量将流经滤波器，最终被电阻吸收。
图5是平面八木天线在并联吸收枝节和未并联吸收枝节两种情况下的天线增益曲线对比图。从图中可以看出，引入并联吸收枝节后，2.1与3.3GHz处分别出现了辐射零点，实现了良好的滤波特性。
图6为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的反射系数。从图中可以看出，出现了三个传输零点，零点1和零点3都是由带阻滤波器所引起的，说明在零点1和零点3处，电流流经滤波器，并通过接地电阻将能量吸收了，实现了无反射特性，零点2说明电流未通过带阻滤波器，进入天线后能量被天线辐射。
图7为使用吸收枝节的平面滤波八木天线的辐射效率图。从图中可以看出，天线带外的辐射效率被大大降低。
综上所述，该使用吸收枝节的平面滤波八木天线采用由带阻滤波器和接地电阻组成的吸收枝节与天线并联的形式，本质上降低了天线带外的辐射效率，具有良好的滤波和无反射特性，具有结构简单、易于实现的优点。
本发明提供了一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (8)
1.一种使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，包括介质基板(1)和敷在介质基板(1)两面的馈线(2)、阻抗匹配线(3)、吸收枝节(4)、地板(5)以及一对偶极子臂(6)；
所述馈线(2)、阻抗匹配线(3)以及其中一个偶极子臂分布于介质基板(1)的上层，且阻抗匹配线(3)和该偶极子臂通过并联的方式与馈线(2)连接；
所述地板(5)以及另一个偶极子臂位于介质基板(1)的下层；
所述吸收枝节(4)与阻抗匹配线(3)串联，其由带阻滤波器(41)和吸收电阻(42)组成，带阻滤波器(41)处于介质基板(1)的上层，吸收电阻(42)跨接在介质基板(1)和地板(5)两层之间。
2.根据权利要求1所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述带阻滤波器(41)的阶数为两阶以上，带阻滤波器(41)一端与阻抗匹配线(3)连接，另一端与吸收电阻(42)连接。
3.根据权利要求1所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的馈线(2)由下段馈线(21)和上段馈线(22)组成，阻抗匹配线(3)的一端连接在上下馈线的连接处。
4.根据权利要求3所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的偶极子臂(6)包括第一偶极子臂(61)和第二偶极子臂(62)；第一偶极子臂(61)位于介质基板(1)的上层，并与上段馈线(22)的顶部连接，第二偶极子臂(62)位于介质基板(1)的下层，并与地板(5)的顶部连接；第一偶极子臂(61)和第二偶极子臂(62)的设置方向相反。
5.根据权利要求1所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的介质基板(1)的材料为Rogers RT/duroid 5880。
6.根据权利要求1所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的馈线(2)的阻值为50Ω。
7.根据权利要求2所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的带阻滤波器(41)中每阶微带线的阻值为150Ω。
8.根据权利要求2所述的使用吸收枝节的平面滤波八木天线，其特征在于，所述的吸收电阻(42)的阻值为100Ω。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115473042A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-13 | 安徽大学 | 一种宽带5g圆极化滤波天线 |
| CN116780174A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-19 | 南通至晟微电子技术有限公司 | 一种滤波端射天线 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109378579A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 钟祥博谦信息科技有限公司 | 一种滤波型缝隙天线 |
| WO2021031854A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 维沃移动通信有限公司 | 天线模组和电子设备 |
| CN112421229A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种天线去耦装置、天线阵列及终端 |
-
2021
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Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109378579A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-02-22 | 钟祥博谦信息科技有限公司 | 一种滤波型缝隙天线 |
| WO2021031854A1 (zh) * | 2019-08-16 | 2021-02-25 | 维沃移动通信有限公司 | 天线模组和电子设备 |
| CN112421229A (zh) * | 2019-08-23 | 2021-02-26 | 中兴通讯股份有限公司 | 一种天线去耦装置、天线阵列及终端 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 尹航等: "一种基于平面八木天线的小型化宽带滤波天线", 《电子技术应用》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115473042A (zh) * | 2022-09-15 | 2022-12-13 | 安徽大学 | 一种宽带5g圆极化滤波天线 |
| CN115473042B (zh) * | 2022-09-15 | 2023-04-14 | 安徽大学 | 一种宽带5g圆极化滤波天线 |
| CN116780174A (zh) * | 2023-07-13 | 2023-09-19 | 南通至晟微电子技术有限公司 | 一种滤波端射天线 |
| CN116780174B (zh) * | 2023-07-13 | 2024-03-19 | 南通至晟微电子技术有限公司 | 一种滤波端射天线 |
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| Publication number | Publication date |
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