CN115117631B - 一种水平极化宽带滤波全向环形天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水平极化宽带滤波全向环形天线，包括：介质基板、馈电端口、一分多路功分器、至少三个二阶交指滤波器、至少三个偶极子天线和金属地板；金属地板印刷在介质基板的下表面；馈电端口，内导体与圆形微带线连接，外导体与金属地板连接；一分多路功分器，印刷在介质基板的上表面，与二阶交指滤波器连接；多个偶极子天线沿介质基板的周向方向均匀布设在介质基板上；二阶交指滤波器印刷在介质基板的上表面。本发明的天线具有良好的全向辐射特性的同时具有滤波特性，并且通过激发偶极子天线的另一个谐振模式拓宽天线的带宽。

Description

一种水平极化宽带滤波全向环形天线

技术领域

本发明属于全向天线技术领域，具体涉及一种水平极化宽带滤波全向环形天线。

背景技术

全向天线是指在水平面内实现360°均匀辐射，垂直面内有一定波束宽度的天线。全向天线发射的信号可以被水平面任意方位的接收端接收，同时可接收水平面各个方向的信号。

水平极化全向天线被广泛应用于射频识别、移动通讯、无线传感器及空间飞行器等领域。在无线通信环境中，垂直极化电磁波信号由于受多径衍射和反射而引起其极化失配现象，因此通信系统的天线多采用极化分集技术，发射与接收端均安装水平极化天线与垂直极化天线，水平极化全向天线经常作为增加通信容量的必要方式，获得广泛应用。

随着微波无线通信技术的快速发展，层出不穷的新颖理论和高性能材料的采用，通信系统一直在朝着小型化、集成化、多功能化方向发展，滤波天线因其能用不同的方法将滤波和辐射功能集成在一个器件中实现，而备受关注。特别地，由于全向天线工作时容易对环境中的其他电磁设备产生干扰，具有滤波功能的全向天线可以降低工作在不同频段的其他天线对其在自身工作频带外的干扰。

从滤波天线的角度出发，目前的滤波全向天线采用的方案绝大多数都是在一个较为简单的全向天线基础上，通过改变馈电部分的结构，例如耦合缝隙，寄生枝节等，来引入辐射零点，以实现滤波功能，现有技术可以实现较小的插损，较为简单的电路结构。

从全向天线的角度出发，目前全向天线能同时实现滤波功能的较少，现有的技术方案有一种是将天线的前端接入滤波器，其目的是将信号滤波成低频和高频两个频段，然后再分别接到对应频段的天线上，以实现两种频段天线的较高的隔离度。

现有的技术侧重点均是如何让全向天线具备较好的滤波特性以及如何产生辐射零点等方面，所采取的天线形式均是最为传统的偶极子天线，贴片天线等，这就导致天线的全向辐射性能不佳，即天线的不圆度较大，带内性能不够平稳。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种水平极化宽带滤波全向环形天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

一种水平极化宽带滤波全向环形天线，包括：介质基板、馈电端口、一分多路功分器、至少三个二阶交指滤波器、至少三个偶极子天线和金属地板；

所述介质基板，为圆盘结构，上表面的中心处设置有圆形微带线；

所述金属地板，印刷在所述介质基板的下表面；

所述馈电端口，内导体与所述圆形微带线连接，外导体与所述金属地板连接；

所述一分多路功分器，印刷在所述介质基板的上表面，与所述圆形微带线和所述二阶交指滤波器连接；

多个所述偶极子天线沿所述介质基板的周向方向均匀布设在所述介质基板上；

所述偶极子天线，包括：偶极子上臂和偶极子下臂；

所述偶极子上臂，印刷在所述介质基板的上表面，具有上臂弧形段；

所述偶极子下臂，印刷在所述介质基板的下表面，与金属地板连接，具有下臂弧形段；

所述上臂弧形段和所述下臂弧形段位于与所述介质基板同心的同心圆环上，所述上臂弧形段的弧度小于所述下臂弧形段的弧度；

所述二阶交指滤波器，印刷在所述介质基板的上表面，与所述偶极子上臂的上臂微带线连接；

所述一分多路功分器的路数和所述二阶交指滤波器的数量均与所述偶极子天线的数量相同。

在本发明的一个实施例中，所述偶极子上臂，包括：所述上臂微带线、所述上臂弧形段和上臂径向段；

所述上臂弧形段，两端分别与所述上臂微带线的一端和所述上臂径向段的一端连接；

所述上臂微带线的另一端沿径向方向朝向所述介质基板的中心延伸；

所述上臂径向段的另一端沿径向方向朝向所述介质基板的中心延伸；

所述偶极子下臂，包括：所述下臂弧形段和下臂径向段；

所述下臂弧形段，包括第一子弧段和第二子弧段；

所述第一子弧段，一端与所述下臂径向段的一端连接，另一端与所述第二子弧段的一端连接；

所述下臂径向段的另一端沿径向方向朝向所述介质基板的中心延伸；

所述第二子弧段，另一端朝向所述上臂径向段延伸至靠近所述上臂径向段的位置处，径向宽度小于所述第一子弧段的径向宽度；

所述上臂弧形段，外侧弧形边沿与所述第一子弧段的外侧弧形边沿位于同一个同心圆上，且径向宽度等于所述第一子弧段和所述第二子弧段的径向宽度之差；

所述第一子弧段和所述第二子弧段的连接处与所述金属地板连接。

在本发明的一个实施例中，所述一分多路功分器，包括至少三个子单元；

所述子单元，包括：径向臂和连接臂；

所述径向臂，一端与所述圆形微带线连接，另一端沿径向延伸与所述连接臂的一端连接；

所述连接臂，另一端沿以所述径向臂为半径的圆的圆周向方向延伸且与所述二阶交指滤波器连接；

多个所述径向臂将所述介质基板的圆心角平分，所述连接臂均沿逆时针方向延伸，所述径向臂与相邻的所述连接臂之间具有间隙。

在本发明的一个实施例中，所述二阶交指滤波器，包括第一谐振枝节和第二谐振枝节；

所述第一谐振枝节，包括：第一竖向段、第一横向段和第一开路段；

所述第一竖向段，与所述连接臂的另一端连接，一端与金属地板连接，另一端朝向所述一分多路功分器的方向直线延伸且与第一横向段的一端连接；

所述第一横向段，另一端与所述第一开路段的一端连接，与所述第一开路段垂直；

所述第一开路段，位于两个相邻的连接臂之间，与所述第一竖向段平行，另一端朝向所述偶极子天线方向延伸；

所述第二谐振枝节，包括：第二竖向段、第二横向段和第二开路段；

所述第二竖向段，与所述第一竖向段平行，一端与所述金属地板连接，另一端朝向所述偶极子天线的方向直线延伸且与所述第二横向段的一端连接；

所述第二横向段，与所述第一横向段平行，另一端朝向所述第一开路段延伸且与所述第二开路段连接；

所述第二开路段，与所述第一竖向段平行，位于所述第二横向段与所述第一开路段之间，一端与所述上臂微带线连接，另一端朝向所述一分多路功分器的方向直线延伸。

在本发明的一个实施例中，所述金属地板，包括：一个中心地板和多个支地板；

所述中心地板，为圆形形状，圆心与介质基板的中心重合，半径大于所述径向臂的长度；

所述支地板，一端与所述中心地板连接，另一端与所述第一子弧段和所述第二子弧段连接；

多个所述支地板在所述中心地板的周向上均匀分布。

在本发明的一个实施例中，所述一分多路功分器、所述二阶交指滤波器和所述偶极子上臂一体化印刷在所述介质基板的上表面。

本发明的有益效果：

本发明的偶极子天线单元的上臂和下臂的弧度不同，形成非对称结构，能够激发偶极子天线的另一个谐振模式，从而拓宽天线带宽，然而非对称的结构可能会带来天线方向图的偏移，本发明将多个偶极子天线环形排布，从而减小给天线的全向性能带来的影响，同时环形排布能够保证偶极子天线单元之间良好的耦合以及较小的不圆度，使天线具有良好的全向辐射特性。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种水平极化宽带滤波全向环形天线的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的偶极子天线和介质基板的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的介质基板下表面视图的结构示意图；

图4是图2的偶极子天线的尺寸和结构示意图；

图5是本发明实施例提供的介质基板上表面的视图的二阶交指滤波器和一分四路功分器的结构示意图；

图6是本发明实施例提供的二阶交指滤波器和一分四路功分器的尺寸和结构示意图；

图7是本发明的水平极化宽带滤波全向环形天线馈电端口的反射系数随频率变化曲线图；

图8是本发明的非对称的偶极子天线与普通对称的偶极子天线的驻波比随频率变化曲线图；

图9a是本发明的偶极子天线1.8GHz频点处的电流分布的仿真结果图；

图9b是本发明的偶极子天线2.2GHz频点处的电流分布的仿真结果图；

图10是本发明的水平极化宽带滤波全向环形与理想四元组合环天线的水平向平均增益曲线随频率变化曲线；

图11是本发明的水平极化宽带滤波全向环形在1.8GHz频点处的E面x-y plane和H面x-z plane辐射方向图；

图12是本发明的水平极化宽带滤波全向环形在2GHz频点处的E面x-yplane和H面x-z plane辐射方向图；

图13是本发明的水平极化宽带滤波全向环形在2.25GHz频点处的E面x-y plane和H面x-z plane辐射方向图。

附图标记说明

10-介质基板；11-圆形微带线；20-馈电端口；30-一分多路功分器；31-径向臂；32-连接臂；40-二阶交指滤波器；41-第一竖向段；42-第一横向段；43-第一开路段；44-第二竖向段；45-第二横向段；46-第二开路段；50-偶极子天线；60-金属地板；61-中心地板；62-支地板；70-偶极子上臂；71-上臂弧形段；72-上臂微带线；73-上臂径向段；80-偶极子下臂；81-下臂弧形段；82-下臂径向段；83-第一子弧段；84-第二子弧段。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

如图1所示，一种水平极化宽带滤波全向环形天线，包括：介质基板10、馈电端口20、一分多路功分器30、至少三个二阶交指滤波器40、至少三个偶极子天线50和金属地板60。

介质基板10为圆盘结构，介质基板10的上表面的中心处设置有圆形微带线11。金属地板60印刷在介质基板10的下表面。

馈电端口20的内导体与圆形微带线11连接，馈电端口20的外导体与金属地板60连接。

一分多路功分器30印刷在介质基板10的上表面，一分多路功分器30与圆形微带线11和二阶交指滤波器40连接。一分多路功分器30的路数至少为三路。

多个偶极子天线50沿介质基板10的周向方向均匀布设在介质基板10上。多个偶极子天线50总体呈环形，多个偶极子天线50之间具有间隔。偶极子天线50，包括：偶极子上臂70和偶极子下臂80。偶极子上臂70印刷在介质基板10的上表面，偶极子上臂70具有上臂弧形段71。偶极子下臂80印刷在介质基板10的下表面，偶极子下臂80与金属地板60连接，偶极子下臂80具有下臂弧形段81。

上臂弧形段71和下臂弧形段81位于与介质基板10同心的一个同心圆环上，上臂弧形段71的弧度小于下臂弧形段81的弧度。

二阶交指滤波器40印刷在介质基板10的上表面，二阶交指滤波器40与偶极子上臂70的上臂微带线72连接。一分多路功分器30的路数和二阶交指滤波器40的数量均与偶极子天线50的数量相同。

本实施例中，一分多路功分器30的每一路连接一个二阶交指滤波器40，一个二阶交指滤波器40连接一个偶极子天线50。天线的馈电采用底馈形式，馈电端口20为SMA接头，信号通过馈电端口20先传输到一分多路功分器30上，再分为多路传到相应单元的二阶交指滤波器40上，最后传输到对应的偶极子天线50并辐射到自由空间。多个偶极子天线50采用环形排布且确保多个偶极子天线50间耦合良好，实现了天线较小的不圆度，解决了天线在保持天线尺寸紧凑同时获得良好全向辐射特性的问题。同时，偶极子上臂70和偶极子下臂80分别位于介质基板10的上表面和下表面，且上臂弧形段71的弧度小于下臂弧形段81的弧度(也即是上臂弧形段71比下臂弧形段81长度短)，因此，偶极子天线50形成非对称轴结构，从而激发偶极子天线50的另一个谐振模式，从而拓宽了天线的带宽，这解决了偶极子天线50作阵列单元组成圆环天线导致带宽过窄的问题。

在一个实施例中，一分多路功分器30、二阶交指滤波器40和偶极子上臂70一体化印刷在介质基板10的上表面，一体化的结构可以在不额外增加电路尺寸的同时，使得天线获得滤波特性，具有良好的频率选择性，而且，偶极子天线50与二阶交指滤波器40位于同一块介质基板10上，实现了系统的小型化，减小了天线整体尺寸，减轻了重量，且结构简单降低了成本。

具体地，本发明中的实施例以一分四路功分器、四个二阶交指滤波器40、四个偶极子天线50作为具体实施例进行详细的说明。一分四路功分器的输出端口与二阶交指滤波器40的输入端口相连。二阶交指滤波器40的输出端口与偶极子天线50的偶极子上臂70相连。

在一种可行的实现方式中，介质基板10采用介电常数εr＝3.5的F4B材料，半径R＝42mm，厚度t＝1mm。馈电端口20为SMA接头底馈形式。

进一步地，如图2、图3和图4所示，偶极子上臂70，包括：上臂微带线72、上臂弧形段71和上臂径向段73。上臂弧形段71的两端分别与上臂微带线72的一端和上臂径向段73的一端连接。上臂微带线72的另一端沿径向方向朝向介质基板10的中心延伸。上臂径向段73的另一端沿径向方向朝向介质基板10的中心延伸。

偶极子下臂80，包括：下臂弧形段81和下臂径向段82。下臂径向段82位于上臂微带线72在介质基板10下表面对应位置的一侧。下臂弧形段81，包括第一子弧段83和第二子弧段84。下臂径向段82的一端与第一子弧段83的一端连接，第一子弧段83的另一端与第二子弧段84的一端连接。下臂径向段82的另一端沿径向方向朝向介质基板10的中心延伸。第二子弧段84的另一端朝向上臂径向段73在介质基板10下表面对应的位置处延伸至靠近上臂径向段73的位置处，第二子弧段84的径向宽度小于第一子弧段83的径向宽度。第一子弧段83和第二子弧段84朝向内侧的边沿位于同一圆弧上。

上臂弧形段71的外侧弧形边沿与第一子弧段83的外侧弧形边沿位于同一个同心圆上，且上臂弧形段71的径向宽度等于第一子弧段83和第二子弧段84的径向宽度之差。第一子弧段83和第二子弧段84的连接处与金属地板60连接。第一子弧段83和第二子弧段84的弧度之和为下臂弧形段81的弧度。

本实施例中，以四个偶极子天线为例，四个偶极子天线50两两相对，总体形成中心对称结构。偶极子天线50偶极子上臂70与偶极子下臂80的长度不一样，在垂直方向的投影非轴对称，从而激发起偶极子天线50的另一个谐振模式，从而拓宽了天线的带宽。但是非对称的的结构会使天线的方向图发生偏移，而本实施例的偶极子天线50以组合圆环形式排布，从而减小给全向性带来的影响。能够在实现宽带的同时保持良好的全向性能。

在一种可行的实现方式中，偶极子上臂70和偶极子下臂80为具有宽度和长度的金属贴片结构。上臂弧形段71的弧角度为phi2＝28deg，径向宽度为Wu3＝1.3mm，上臂径向段73径向长度为Lu1＝10mm，周向宽度为Wu4＝5mm。上臂弧形段71和上臂径向段73总体向内弯折，从而使天线尺寸紧凑，实现了小型化的目的。下臂弧形段81的弧角度为phi1＝68deg，第一子弧段83的径向宽度为Wu1＝5.5mm，下臂径向段82长度和宽度与上臂径向段73相同。Wu1和Wu3之差为第二子弧段84的径向宽度。上臂微带线72的周向宽度为Wu2＝2.5mm。第一子弧段83的外侧圆弧和内侧圆弧中间的圆弧半径Ru1＝35.5mm。

进一步地，如图3所示，金属地板60，包括：一个中心地板61和多个支地板62。中心地板61为圆形形状，中心地板61的圆心与介质基板10的中心重合。支地板62的一端与中心地板61连接，支地板62的另一端与第一子弧段83和第二子弧段84连接。多个支地板62在中心地板61的周向上均匀分布。支地板62将中心地板61均分，以四个偶极子天线50为例，相邻的两个支地板62的中心线之间的夹角为90°，四个支地板62形成十字结构，支地板62和偶极子天线50对应设置，金属地板60整体为对称结构。

相应地，如图5所示，根据上述尺寸，支地板62为矩形结构，中心地板61的半径为Rg＝15mm，支地板62的长度为Lg＝18.6mm，宽度为Wg＝8mm。

进一步地，如图5和图6所示，一分多路功分器30，包括至少三个子单元。子单元包括：径向臂31和连接臂32。

径向臂31的一端与圆形微带线11连接，径向臂31的另一端沿介质基板10的径向延伸与连接臂32的一端连接。连接臂32的另一端沿以径向臂31为半径的圆的圆周向方向延伸且与二阶交指滤波器40的输入端连接。多个径向臂31将介质基板10的圆心角平分，连接臂32均沿逆时针方向延伸，径向臂31与相邻的连接臂32之间具有间隙。中心地板61的半径大于一分多路功分器30的径向臂31的长度。一分多路功分器30位于中心地板61的位置在介质基板10的上表面对应位置处。

相应地，一分多路功分器30为诶一分四路功分器，相邻的两个径向臂31之间的夹角为90°，四个连接臂32均沿逆时针方向延伸，一分四路功分器整体为对称结构。

相应地，根据上述尺寸，径向臂31的长度Rd1＝11.9mm，宽度Wd1＝0.5mm，连接臂32的弧角度为Phi3＝52deg，连接臂32的半径Rd1＝11.9mm，径向臂31和连接臂32的总长度约等于四分之一波长。

进一步地，如图5和图6所示，二阶交指滤波器40，包括第一谐振枝节和第二谐振枝节。第一谐振枝节包括：第一竖向段41、第一横向段42和第一开路段43。第一竖向段41与连接臂32的另一端连接，第一竖向段41的一端与金属地板60连接，第一竖向段41的另一端朝向一分多路功分器30的方向直线延伸且与第一横向段42的一端连接。第一横向段42的另一端与第一开路段43的一端连接，第一横向段42与第一开路段43垂直。第一开路段43位于两个相邻的连接臂32之间，第一开路段43与第一竖向段41平行，第一开路段43的另一端朝向偶极子天线50方向延伸。

第二谐振枝节，包括：第二竖向段44、第二横向段45和第二开路段46。第二竖向段44与第一竖向段41平行，第二竖向段44的一端与金属地板60连接，第二竖向段44的另一端朝向偶极子天线50的方向直线延伸且与第二横向段45的一端连接。第二横向段45与第一横向段42平行，第二横向段45的另一端朝向第一开路段43延伸且与第二开路段46连接。第二横向段45与第二开路段46的连接处位于第二开路段46上。第二开路段46与第一竖向段41平行，第二开路段46位于第二横向段45与第一开路段43之间，第二开路段46的一端与上臂微带线72连接，第二开路段46的另一端朝向一分多路功分器30的方向直线延伸。第一开路段43和第二开路段46之间具有间隙。

本实施例中，二阶交指滤波器40位于支地板62的位置在介质基板10的上表面对应位置处。第一竖向段41的一端和第二竖向段44的一端通过打金属化过孔连接到金属地板60形成短路端，第一开路段43的另一端和第二开路段46的另一端为开路，二阶交指滤波器40的输入端口位于与连接臂32的另一端与第一竖向段41的连接处，二阶交指滤波器40的输出端口位于第二横向段45与第二开路段46的交点处。

相应地，根据上述尺寸，第一竖向段41的长度为Lp5＝10.7mm，第一开路段43的长度为Lp4＝18.8mm，第一横向段42的长度Lp6＝1.7mm，第二竖向段44的长度为Lp3＝7mm，第二开路段46的长度为Lp1＝21.7mm，第二横向段45的长度为Lp2＝2.5mm，第一开路段43和第二开路段46的间距为Wps＝0.6mm，第一竖向段41与连接臂32的相交处至第一竖向段41的一端的距离为Lin＝8.45mm，每一段的宽度均为Wp1＝0.5mm。第一开路段43的另一端与第二开路段46的另一端之间的距离需要满足所需的长度以符合二阶交指滤波器40的性能要求，相应地，该长度为16.5mm。

以偶极子天线数量为四个以及上述天线的尺寸对本发明的天线进行仿真：

仿真1，对本发明实施例中宽带滤波全向环形天线的S参数进行仿真，结果如图7所示。图7为水平极化宽带滤波全向环形天线馈电端口的反射系数随频率变化曲线，天线的S11参数小于10dB的带宽覆1.77-2.28GHz，相对带宽为25.2％。

图8为本发明的的非对称的偶极子天线与普通对称的偶极子天线的驻波比随频率变化曲线。由图5可知，本发明的偶极天线的在驻波比小于2的带宽覆盖1.77-2.28GHz，比普通偶极天线单1.94-2.23GHz的工作频带要宽。

图9a，图9b分别为1.8GHz和2.2GHz处偶极子天线50的电流分布的仿真结果图，箭头表示电流谐振路径。在1.8GHz频点处偶极子下臂80的电流从馈电点附近耦合到偶极子上臂70，而在2.2GHz频点处偶极子下臂80的电流从缝隙开路端耦合到偶极子上臂70，形成了两个不同的谐振模式，从而拓宽了天线带宽。

仿真2，对本发明实施例中宽带滤波全向环形天线的增益曲线进行仿真，结果如图10。图10为宽带滤波全向环形天线与理想四元组合环天线的水平向平均增益曲线随频率变化曲线，水平极化宽带滤波天线的增益曲线在工作频带外快速衰减，在1.5GHz和2.5GHz时增益小于10dBi，相比理想组合环天线，本发明的水平极化宽带滤波天线具有较高的频带选择性。

仿真3，对本发明实施例中宽带滤波全向环形天线的方向图进行仿真，结果如图所示。图11，图12，图13分别对应1.8GHz、2GHz和2.25GHz三个频点处的E面x-y plane和H面x-zplane辐射方向图，辐射方向图包含主极化和交叉极化增益曲线。由图6可知，E面方向图的主极化呈现圆形，在1.8GHz、2GHz和2.25GHz频点处的不圆度分别为0.44dB、0.60dB和0.95dB，不圆度呈现随频率增大而下降的趋势，其原因与增益频率趋势的原因一致。H面方向图主极化呈现“8”字形，在1.8GHz、2GHz和2.25GHz频点处的3dB波束宽度分别为108°、108°和116°，随频率升高，波束宽度越大。

综上，本发明所提出的水平极化的宽带滤波全向环形天线，解决了滤波全向天线获得滤波特性但全向性能不好的的问题，并且天线的带宽较宽，结构整体尺寸较小，重量更轻，有利于平面集成化设计。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种水平极化宽带滤波全向环形天线，其特征在于，包括：介质基板(10)、馈电端口(20)、一分多路功分器(30)、至少三个二阶交指滤波器(40)、至少三个偶极子天线(50)和金属地板(60)；

所述介质基板(10)，为圆盘结构，上表面的中心处设置有圆形微带线(11)；

所述金属地板(60)，印刷在所述介质基板(10)的下表面；

所述馈电端口(20)，内导体与所述圆形微带线(11)连接，外导体与所述金属地板(60)连接；

所述一分多路功分器(30)，印刷在所述介质基板(10)的上表面，与所述圆形微带线(11)和所述二阶交指滤波器(40)连接；

多个所述偶极子天线(50)沿所述介质基板(10)的周向方向均匀布设在所述介质基板(10)上；

所述偶极子天线(50)，包括：偶极子上臂(70)和偶极子下臂(80)；

所述偶极子上臂(70)，印刷在所述介质基板(10)的上表面，具有上臂弧形段(71)；

所述偶极子下臂(80)，印刷在所述介质基板(10)的下表面，与金属地板(60)连接，具有下臂弧形段(81)；

所述上臂弧形段(71)和所述下臂弧形段(81)位于与所述介质基板(10)同心的同心圆环上，所述上臂弧形段(71)的弧度小于所述下臂弧形段(81)的弧度；

所述二阶交指滤波器(40)，印刷在所述介质基板(10)的上表面，与所述偶极子上臂(70)的上臂微带线(72)连接；

所述一分多路功分器(30)的路数和所述二阶交指滤波器(40)的数量均与所述偶极子天线(50)的数量相同；

所述偶极子上臂(70)，包括：所述上臂微带线(72)、所述上臂弧形段(71)和上臂径向段(73)；

所述上臂弧形段(71)，两端分别与所述上臂微带线(72)的一端和所述上臂径向段(73)的一端连接；

所述上臂微带线(72)的另一端沿径向方向朝向所述介质基板(10)的中心延伸；

所述上臂径向段(73)的另一端沿径向方向朝向所述介质基板(10)的中心延伸；

所述偶极子下臂(80)，包括：所述下臂弧形段(81)和下臂径向段(82)；

所述下臂弧形段(81)，包括第一子弧段(83)和第二子弧段(84)；

所述第一子弧段(83)，一端与所述下臂径向段(82)的一端连接，另一端与所述第二子弧段(84)的一端连接；

所述下臂径向段(82)的另一端沿径向方向朝向所述介质基板(10)的中心延伸；

所述第二子弧段(84)，另一端朝向所述上臂径向段(73)延伸至靠近所述上臂径向段(73)的位置处，径向宽度小于所述第一子弧段(83)的径向宽度；

所述上臂弧形段(71)，外侧弧形边沿与所述第一子弧段(83)的外侧弧形边沿位于同一个同心圆上，且径向宽度等于所述第一子弧段(83)和所述第二子弧段(84)的径向宽度之差；

所述第一子弧段(83)和所述第二子弧段(84)的连接处与所述金属地板(60)连接。

2.根据权利要求1所述的一种水平极化宽带滤波全向环形天线，其特征在于，所述一分多路功分器(30)，包括至少三个子单元；

所述子单元，包括：径向臂(31)和连接臂(32)；

所述径向臂(31)，一端与所述圆形微带线(11)连接，另一端沿径向延伸与所述连接臂(32)的一端连接；

所述连接臂(32)，另一端沿以所述径向臂(31)为半径的圆的圆周向方向延伸且与所述二阶交指滤波器(40)连接；

多个所述径向臂(31)将所述介质基板(10)的圆心角平分，所述连接臂(32)均沿逆时针方向延伸，所述径向臂(31)与相邻的所述连接臂(32)之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的一种水平极化宽带滤波全向环形天线，其特征在于，所述二阶交指滤波器(40)，包括第一谐振枝节和第二谐振枝节；

所述第一谐振枝节，包括：第一竖向段(41)、第一横向段(42)和第一开路段(43)；

所述第一竖向段(41)，与所述连接臂(32)的另一端连接，一端与金属地板(60)连接，另一端朝向所述一分多路功分器(30)的方向直线延伸且与第一横向段(42)的一端连接；

所述第一横向段(42)，另一端与所述第一开路段(43)的一端连接，与所述第一开路段(43)垂直；

所述第一开路段(43)，位于两个相邻的连接臂(32)之间，与所述第一竖向段(41)平行，另一端朝向所述偶极子天线(50)方向延伸；

所述第二谐振枝节，包括：第二竖向段(44)、第二横向段(45)和第二开路段(46)；

所述第二竖向段(44)，与所述第一竖向段(41)平行，一端与所述金属地板(60)连接，另一端朝向所述偶极子天线(50)的方向直线延伸且与所述第二横向段(45)的一端连接；

所述第二横向段(45)，与所述第一横向段(42)平行，另一端朝向所述第一开路段(43)延伸且与所述第二开路段(46)连接；

所述第二开路段(46)，与所述第一竖向段(41)平行，位于所述第二横向段(45)与所述第一开路段(43)之间，一端与所述上臂微带线(72)连接，另一端朝向所述一分多路功分器(30)的方向直线延伸。

4.根据权利要求3所述的一种水平极化宽带滤波全向环形天线，其特征在于，所述金属地板(60)，包括：一个中心地板(61)和多个支地板(62)；

所述中心地板(61)，为圆形形状，圆心与介质基板(10)的中心重合，半径大于所述径向臂(31)的长度；

所述支地板(62)，一端与所述中心地板(61)连接，另一端与所述第一子弧段(83)和所述第二子弧段(84)连接；

多个所述支地板(62)在所述中心地板(61)的周向上均匀分布。

5.根据权利要求1所述的一种水平极化宽带滤波全向环形天线，其特征在于，所述一分多路功分器(30)、所述二阶交指滤波器(40)和所述偶极子上臂(70)一体化印刷在所述介质基板(10)的上表面。

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