CN115799826B - 吸收型滤波天线及无线通信设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种吸收型滤波天线及无线通信设备，所述天线包括辐射体、第一介质板、馈电线、带阻滤波器、地板、反射板、第二介质板和短路针，所述第一介质板、第二介质板和反射板从上到下依次设置，所述地板设置在反射板的下表面，所述辐射体设置在第一介质板的上表面，所述短路针的两端分别连接辐射体和地板，所述馈电线设置在第二介质板的上表面，馈电线的一端通过同轴电缆与带阻滤波器连接。本发明不仅能够在满足小型化、一体化的前提下降低其他模块所带来的影响，还能够通过将自身辐射频带带外的能量吸收掉从而减小对其他模块的干扰。

Description

吸收型滤波天线及无线通信设备
技术领域
本发明涉及一种滤波天线，尤其是一种吸收型滤波天线及无线通信设备，属于无线通信技术领域。
背景技术
随着通信技术的快速发展以及为了满足客户对通信产品性能的需求，小型化、一体化设计已不可避免的成为当今通信邻域中不可或缺的关键因素。但随着小型化、一体化的发展，也出现了一些相对应的问题，通信系统中的各个模块间因靠得太近会相互影响，导致整个系统的工作稳定性变差。在射频终端，将滤波器与天线一体化设计所得到的滤波天线，不仅可以减小其他模块所带来的影响并且满足小型化、一体化的设计理念。滤波天线能减小其他模块对自身工作的影响，但无法减小自身对其他模块产生的干扰。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供了一种吸收型滤波天线，该天线不仅能够在满足小型化、一体化的前提下降低其他模块所带来的影响，还能够通过将自身辐射频带带外的能量吸收掉从而减小对其他模块的干扰。
本发明的另一目的在于提供一种包含上述吸收型滤波天线的无线通信设备。
本发明的目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种吸收型滤波天线，包括辐射体、第一介质板、馈电线、带阻滤波器、地板、反射板、第二介质板和短路针，所述第一介质板、第二介质板和反射板从上到下依次设置，所述地板设置在反射板的下表面，所述辐射体设置在第一介质板的上表面，所述短路针的两端分别连接辐射体和地板，所述馈电线设置在第二介质板的上表面，馈电线的一端通过同轴电缆与带阻滤波器连接。
进一步的，所述带阻滤波器的一端连接同轴电缆，带阻滤波器的另一端连接负载，馈电线传输过来的带外能量通过带阻滤波器流向负载处，带内能量通过馈电线耦合到辐射体上。
进一步的，所述带阻滤波器包括匹配网络和滤波器，所述匹配网络的一端连接同轴电缆，匹配网络的另一端与滤波器的一端连接，所述滤波器的另一端连接负载。
进一步的，所述匹配网络包括第一枝节和第二枝节，所述滤波器包括第三枝节、第四枝节和第五枝节，所述第一枝节的一端连接同轴电缆，第一枝节的另一端与第二枝节的一端连接，所述第二枝节的另一端与第三枝节的一端连接，所述第三枝节的另一端连接负载，所述第四枝节和第五枝节分别与第三枝节的两侧连接。
进一步的，所述第三枝节的长度和宽度均大于第一枝节的长度和宽度，所述第一枝节的长度和宽度均大于第二枝节的长度和宽度。
进一步的，所述辐射体包括贴片，所述贴片上设置有水平矩形槽和第一U型槽。
进一步的，所述馈电线包括耦合微带线，所述耦合微带线的一端与同轴电缆内导体连接。
进一步的，所述地板上设置有第二U型槽。
进一步的，所述第一介质板与反射板之间、第二介质板与反射板之间分别通过支柱固定。
本发明的另一目的可以通过采取如下技术方案达到：
一种无线通信设备，包括上述的吸收型滤波天线。
本发明相对于现有技术具有如下的有益效果：
本发明天线通过设计带阻滤波器来增加天线的阻抗带宽，不仅能够降低其他外来干扰的影响，并且还能吸收天线辐射频带带外的反射能量，减小带外反射的能量对其他模块的影响，在未来的小型化、一体化设计中起到十分重要的作用；此外，通过一条耦合微带线与天线进行耦合馈电，带内能量通过耦合微带线耦合到辐射体上，进一步改善滤波天线的频率选择性，拓宽天线的辐射带宽，实现阻抗匹配。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例的吸收型滤波天线的立体结构示意图。
图2为本发明实施例的吸收型滤波天线的正视结构示意图。
图3为本发明实施例的吸收型滤波天线的辐射体结构示意图。
图4为本发明实施例的吸收型滤波天线的馈电线结构示意图。
图5为本发明实施例的吸收型滤波天线的带阻滤波器结构示意图。
图6为本发明实施例的吸收型滤波天线的地板结构示意图。
图7为本发明实施例的吸收型滤波天线的的回波损耗曲线图。
图8为本发明实施例的吸收型滤波天线的实部增益曲线图。
图9为本发明实施例的吸收型滤波天线的E面辐射方向图。
图10为本发明实施例的吸收型滤波天线的H面辐射方向图。
其中，1-辐射体，101-贴片，102-水平矩形槽，103-第一U型槽，2-第一介质板，3-馈电线，301-耦合微带线，4-带阻滤波器，401-第一枝节，402-第二枝节，403-第三枝节，404-第四枝节，405-第五枝节，5-地板，501-第二U型槽，6-反射板，7-第二介质板，8-短路针，9-支柱，10-同轴电缆，1001-同轴电缆内导体，11-负载。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例：
如图1和图2所示，本实施例提供了一种吸收型滤波天线，该天线能够应用于各种无线通信设备中，其包括辐射体1、第一介质板2、馈电线3、带阻滤波器4、地板5、反射板6、第二介质板7和短路针8，第一介质板2、第二介质板7和反射板6从上到下依次设置，地板5设置在反射板6的下表面；具体地，第一介质板2与反射板6之间、第二介质板7与反射板6之间分别通过支柱9固定，第一介质板2与反射板6之间的支柱9有四根，这四根支柱9的上端穿过第一介质板2靠近四个角的位置，第二介质板7与反射板6之间的支柱9也有四根，这四根支柱9的上端穿过第二介质板7靠近四个角的位置，第一介质板的高度h1为19.0mm，厚度为0.762mm，第二介质板的高度h2为12.0mm，厚度为0.762mm，反射板6的长度为110mm，厚度为1.524mm，每根支柱的直径为2mm，短路针8为两根，每根短路针8的直径为1mm。
如图1~图3所示，辐射体1通过印刷的方式设置在第一介质板2的上表面，短路针8的两端分别连接辐射体1和地板5，辐射体1包括贴片101，贴片101为金属贴片，贴片101上设置有水平矩形槽102和第一U型槽103，水平矩形槽102呈“一”字型，水平矩形槽102和第一U型槽103用于产生两个高频零点，贴片101还在两根短路针8的对应位置上设置有两个圆形槽，使得贴片101可以通过两根短路针8与地板5连接；具体地，贴片101的长度L101为45.7mm，宽度W101为63.4mm，第一介质板2的长度L2为65.7mm，宽度W2为83.4mm。
如图1、图2和图4所示，馈电线3通过印刷的方式设置在第二介质板7的上表面，馈电线3的一端通过同轴电缆10与带阻滤波器4连接，馈电线3包括耦合微带线301，耦合微带线301的一端与同轴电缆内导体1001连接；具体地，耦合微带线301的长度L301为19mm，宽度W301为1mm，第二介质板7的长度L7为36mm，宽度W7为30mm。
如图1、图2和图5所示，带阻滤波器4的一端连接同轴电缆10，带阻滤波器4的另一端连接负载11，馈电线3传输过来的带外能量通过带阻滤波器流向负载11处，被负载11吸收，使得阻抗带宽增加，减小带外反射的能量对其他模块的影响，带内能量通过馈电线3的耦合微带线301耦合到辐射体1上，进一步改善滤波天线的频率选择性。
进一步地，带阻滤波器4包括匹配网络和滤波器，匹配网络用于匹配馈电与滤波器，匹配网络的一端连接同轴电缆10，匹配网络的另一端与滤波器的一端连接，滤波器的另一端连接负载11。
进一步地，匹配网络包括第一枝节401和第二枝节402，滤波器包括第三枝节403、第四枝节404和第五枝节405，第一枝节401的一端连接同轴电缆10，第一枝节401的另一端与第二枝节402的一端连接，第二枝节402的另一端与第三枝节403的一端连接，第三枝节403的另一端连接负载11，第四枝节404和第五枝节405分别与第三枝节403的两侧连接；具体地，第三枝节403的长度和宽度均大于第一枝节401的长度和宽度，第一枝节401的长度和宽度均大于第二枝节402的长度和宽度；具体地，第一枝节401的长度L401为15.8mm，宽度W401为1.43mm，第二枝节402的长度L402为7.26mm，宽度W402为0.93mm，第三枝节403的长度L403为33.8mm，宽度W403为1.74mm，第四枝节404和第五枝节405均为弯折型枝节，第四枝节404的长度L404为26.62mm，宽度W404为0.4mm，第五枝节405的长度L405为31.1mm，宽度W405为0.4mm。
如图1、图2和图6所示，地板5上设置有第二U型槽501，第二U型槽501用于产生低频零点；具体地，第二U型槽的长度L501为108mm，宽度W501为2mm。
如图7~图10所示，分别为本实施例的吸收型滤波天线的回波损耗|S11| (dB)曲线图、实部增益Realized Gain (dBi)曲线图、E面辐射方向图和H面辐射方向图，可以看到，天线的主要辐射频段为1.81GHz-2.19 GHz，相对带宽为19%，总的匹配带宽（-10dB带宽）从1.0GHz到3GHz，带内和带外的回波损耗|S11|均小于10dB，天线的实部增益最高为7.81dBi，带外抑制水平超过20dB，在辐射频段内拥有较高的辐射增益和良好的频率选择性。
综上所述，本发明天线通过设计带阻滤波器来增加天线的阻抗带宽，不仅能够降低其他外来干扰的影响，并且还能吸收天线辐射频带带外的反射能量，减小带外反射的能量对其他模块的影响，在未来的小型化、一体化设计中起到十分重要的作用；此外，通过一条耦合微带线与天线进行耦合馈电，带内能量通过耦合微带线耦合到辐射体上，进一步改善滤波天线的频率选择性，拓宽天线的辐射带宽，实现阻抗匹配。
以上所述，仅为本发明专利较佳的实施例，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种吸收型滤波天线，其特征在于，包括辐射体、第一介质板、馈电线、带阻滤波器、地板、反射板、第二介质板和短路针，所述第一介质板、第二介质板和反射板从上到下依次设置，所述地板设置在反射板的下表面，所述辐射体设置在第一介质板的上表面，辐射体包括贴片，所述贴片上设置有水平矩形槽和第一U型槽，所述地板上设置有第二U型槽，所述短路针的两端分别连接辐射体和地板，所述馈电线设置在第二介质板的上表面，所述带阻滤波器设置在反射板的上表面，馈电线的一端通过同轴电缆与带阻滤波器的一端连接，带阻滤波器的另一端连接负载，馈电线传输过来的带外能量通过带阻滤波器流向负载处，被负载吸收，使得阻抗带宽增加，带内能量通过馈电线耦合到辐射体上。
2.根据权利要求1所述的吸收型滤波天线，其特征在于，所述带阻滤波器包括匹配网络和滤波器，所述匹配网络的一端连接同轴电缆，匹配网络的另一端与滤波器的一端连接，所述滤波器的另一端连接负载。
3.根据权利要求2所述的吸收型滤波天线，其特征在于，所述匹配网络包括第一枝节和第二枝节，所述滤波器包括第三枝节、第四枝节和第五枝节，所述第一枝节的一端连接同轴电缆，第一枝节的另一端与第二枝节的一端连接，所述第二枝节的另一端与第三枝节的一端连接，所述第三枝节的另一端连接负载，所述第四枝节和第五枝节分别与第三枝节的两侧连接。
4.根据权利要求3所述的吸收型滤波天线，其特征在于，所述第三枝节的长度和宽度均大于第一枝节的长度和宽度，所述第一枝节的长度和宽度均大于第二枝节的长度和宽度。
5.根据权利要求1所述的吸收型滤波天线，其特征在于，所述馈电线包括耦合微带线，所述耦合微带线的一端与同轴电缆内导体连接。
6.根据权利要求1-5任一项所述的吸收型滤波天线，其特征在于，所述第一介质板与反射板之间、第二介质板与反射板之间分别通过支柱固定。
7.一种无线通信设备，其特征在于，包括权利要求1-6任一项所述的吸收型滤波天线。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN206506025U (zh) * 2016-12-29 2017-09-19 深圳天珑无线科技有限公司 可重构的多输入多输出天线以及移动终端

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