一種能抑制高頻諧波的濾波天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種濾波天線，尤其是一種能抑制高頻諧波的濾波天線，屬于無線移 動通信領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，射頻微波器件要求在尺寸上更緊湊，各種多功能 器件的發(fā)展被證明是解決這一問題的好辦法，傳統(tǒng)的濾波器和天線是兩個獨立的器件，在 無線通信系統(tǒng)中是單獨設(shè)計的，濾波天線是天線與濾波器的集成而具有兩種器件的功能。
[0003] 最近幾年有許多關(guān)于濾波天線的研究，文獻[1]提出了一種濾波器和天線綜合設(shè) 計的方法;文獻[2]_[4]綜合出來的濾波天線具有良好的頻率選擇性;文獻[5]通過引入短 路過孔;文獻[6]通過加入一個寄生單元讓天線具有更好的矩形度。
[0004] 上述濾波天線雖然具有良好的濾波選擇性，但它們無法抑制高次諧波，高次諧波 的輻射會造成額外的功率損耗，而且產(chǎn)生信號干擾。
[0005] 參考文獻：
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【發(fā)明內(nèi)容】

[0012] 本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種能抑制高頻諧波的濾 波天線，該濾波天線不僅具有高矩形度的特點，而且能有效地抑制有害諧波。
[0013]本發(fā)明的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：
[0014] 一種能抑制高頻諧波的濾波天線，包括介質(zhì)板、階梯阻抗諧振器、階梯阻抗對稱振 子、低通濾波器以及饋電單元，所述階梯阻抗諧振器和階梯阻抗對稱振子均設(shè)置在介質(zhì)板 的頂層，階梯阻抗諧振器靠近階梯阻抗對稱振子，一起組成天線單元；
[0015]所述低通濾波器的上導(dǎo)體設(shè)置在介質(zhì)板的頂層，并與階梯阻抗對稱振子的左臂相 接，低通濾波器的下導(dǎo)體設(shè)置在介質(zhì)板的底層，并通過一個過孔與階梯阻抗對稱振子的右 臂相接；
[0016]所述饋電單元的上導(dǎo)體設(shè)置在介質(zhì)板的頂層，并與低通濾波器的上導(dǎo)體相接，饋 電單元的下導(dǎo)體設(shè)置在介質(zhì)板的底層，并與低通濾波器的下導(dǎo)體相接，饋電單元的上導(dǎo)體 在介質(zhì)板底層上的投影位于饋電單元的下導(dǎo)體中心處。
[0017]作為一種優(yōu)選方案，所述低通濾波器的上導(dǎo)體包括相連的第一帶狀線和第一直角 三角形結(jié)構(gòu)，所述低通濾波器的下導(dǎo)體包括相連的第二帶狀線和第二直角三角形結(jié)構(gòu)，所 述第一直角三角形結(jié)構(gòu)與階梯阻抗對稱振子的左臂相接，所述第二直角三角形結(jié)構(gòu)通過一 個過孔與階梯阻抗對稱振子的右臂相接，所述第一帶狀線與第二帶狀線相互平行。
[0018]作為一種優(yōu)選方案，所述饋電單元的上導(dǎo)體的一端與低通濾波器的上導(dǎo)體相接， 另一端位于介質(zhì)板頂層的下邊緣處，并與同軸線相接;所述饋電單元的下導(dǎo)體的一端與低 通濾波器的下導(dǎo)體相接，另一端位于介質(zhì)板底層的下邊緣處。
[0019] 作為一種優(yōu)選方案，所述同軸線為50歐姆的同軸線。
[0020] 作為一種優(yōu)選方案，所述饋電單元的上導(dǎo)體為矩形微帶線。
[0021] 作為一種優(yōu)選方案，所述饋電單元的下導(dǎo)體為漸變微帶線。
[0022] 作為一種優(yōu)選方案，所述漸變微帶線為左右兩邊呈橢圓形漸變的微帶線。
[0023]作為一種優(yōu)選方案，所述階梯阻抗諧振器呈凹形狀。
[0024]作為一種優(yōu)選方案，所述介質(zhì)板采用厚度為0.8mm，介電常數(shù)為2.55的PCB板。
[0025] 作為一種優(yōu)選方案，所述天線單元和低通濾波器的總面積為34_X33mm。
[0026]本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：
[0027] 1、本發(fā)明的濾波天線中，階梯阻抗諧振器和階梯阻抗對稱振子設(shè)置在介質(zhì)板的頂 層，并組成天線單元，階梯阻抗對稱振子作為主輻射單元，可以將高次諧波往高頻移，減少 高次諧波對輻射的影響，而階梯阻抗諧振器階靠近階梯阻抗對稱振子，是一個寄生的階梯 阻抗諧振器，可以在高頻阻帶增加一個輻射零點，提高天線的選擇性;此外，低通濾波器可 以進一步消除諧波，使天線單元的高頻阻帶得到進一步的提高。
[0028] 2、本發(fā)明的濾波天線經(jīng)過實驗結(jié)果表明，有25 %的分數(shù)帶寬，在2.5GHz到3.3GHz 的頻率范圍內(nèi)回波損耗小于-10dB，并且在4.0GHz到14.0GHz的頻率范圍內(nèi)沒有諧波的輻 射;同時，通帶內(nèi)的輻射增益大約為2.5dBi，比高頻阻帶的最大增益高出10.3dBi。
[0029] 3、本發(fā)明的濾波天線具有緊湊的結(jié)構(gòu)、寬阻帶和饋電簡單的優(yōu)點，可以在無線通 信中有一系列的應(yīng)用。
【附圖說明】
[0030]圖1為本發(fā)明的濾波天線立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031] 圖2為本發(fā)明的濾波天線平面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為圖2所示結(jié)構(gòu)中各個部分的物理量標示圖。
[0033]圖4為本發(fā)明的濾波天線的回波損耗|S11|仿真與測試結(jié)果曲線圖。
[0034]圖5為本發(fā)明的濾波天線的增益仿真與測試結(jié)果曲線圖。
[0035]圖6為本發(fā)明的濾波天線在頻率為2.9GHz時Η面的輻射方向圖。
[0036]圖7為本發(fā)明的濾波天線在頻率為2.9GHz時Ε面的輻射方向圖。
[0037] 其中，1-介質(zhì)板，2-階梯阻抗諧振器，3-階梯阻抗對稱振子，4-低通濾波器，5-饋電 單元，6-第一帶狀線