[发明专利]一种基于网格开槽贴片的宽带滤波天线

说明书

本发明公开了一种基于网格开槽贴片的宽带滤波天线，包括从下往上依次排序的第一、二、三介质板；第一、二介质板之间存在第一空气层；第二、三介质板之间存在第二空气层；第三介质板上表面形成有第三覆铜层，第三覆铜层上设有网格开槽贴片；第二介质板上表面形成有第二覆铜层，第二覆铜层上设有矩形贴片；第一介质板上表面设有接地板，下表面形成有第一覆铜层，接地板上设有耦合孔径，第一覆铜层上设有第一、二、三半波长U型谐振器及耦合馈线，第一介质板的上、下表面制作有输入端口。本发明是基于滤波器综合设计的一个四阶滤波天线，在2.27GHz‑2.57GHz的范围内稳定工作，S11<‑10dB，且增益保持在7.5dBi左右，整个天线结构简单紧凑，而且加工方便，成本低。

技术领域

本发明涉及天线的技术领域，尤其是指一种基于网格开槽贴片的宽带滤波天线。

背景技术

随着无线通信的高速发展，以及5G通信系统的商用，对于无线通信系统的通信容量和传输速率有了更高的指标要求，此外5G通信系统对于天线的滤波特性有一定的要求。贴片天线由于其重量轻、体积小、易共形、易加工、成本低等优点被广泛应用到无线通讯系统中。但是，微带贴片天线常常受限于其工作带宽过窄。对于贴片天线的带宽扩展，很对学者通过不断的改进和研究其特性，提出了许多宽带滤波贴片天线的技术。然而有些方法会导致效率减低，增益降低、方向图不稳定等问题。

对现有技术进行调查了解，具体如下：

李启方教授和器研究生在1995年提出加载U型缝隙来拓宽带宽。加载U型缝隙，使贴片形成多调谐电路，从而展宽了频带。后面很多加载缝隙拓宽带宽的也是基于这一原理。

章秀银教授等人提出了利用在贴片上开槽和加载短路柱的方法实现滤波天线。

总的来说，现有的工作中，有不少关于设计宽带天线和滤波天线的研究，但是很多设计的滤波天线带宽有限或者仅仅是某个方向的滤波，不是全方向的滤波。有些方法通过加缝隙等方法形成多调谐回路实现带宽拓宽和滤波，但是天线的增益和波形会受到影响。为了克服利用滤波器综合的设计方法设计滤波天线所带来的带宽窄的问题，本发明提出了一款基于网格开槽贴片的宽带滤波天线。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出了一种基于网格开槽贴片的宽带滤波天线，是基于滤波器综合设计的一个四阶滤波天线，该天线可以在2.27GHz-2.57GHz的范围内稳定工作，在2.27GHz-2.57GHz的频率范围内S11<-10dB，而且在2.27GHz-2.57GHz的频率范围内的增益保持在7.5dBi左右。整个天线结构简单紧凑，而且加工方便，成本低。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种基于网格开槽贴片的宽带滤波天线，包括第一介质板、第二介质板和第三介质板；所述第二介质板位于第一介质板上方，它们之间存在第一空气层，用于提高天线的增益；所述第三介质板位于第二介质板上方，它们之间存在第二空气层，用于减少天线在带宽内的反射系数；所述第三介质板的上表面形成有第三覆铜层，该第三覆铜层上设有由正方形贴片通过水平的多条槽线和垂直的多条槽线相交分割而成的网格开槽贴片，用于提高天线的带宽和减少通带内的反射系数；所述第二介质板的上表面形成有第二覆铜层，该第二覆铜层上设有矩形贴片，作为整个天线的主要辐射源；所述第一介质板的上表面设有接地板，其下表面形成有第一覆铜层，所述接地板上设有耦合孔径，所述第一覆铜层上分别设有第一半波长U型谐振器、第二半波长U型谐振器、第三半波长U型谐振器、耦合馈线，且在所述第一介质板的上、下表面制作有输入端口，所述第二半波长U型谐振器位于第一半波长U型谐振器和第三半波长U型谐振器之间，所述耦合馈线位于第三半波长U型谐振器的一侧，并与输入端口连接，能够将从输入端口馈入的能量耦合到第三半波长U型谐振器，所述第三半波长U型谐振器将能量耦合到第二半波长U型谐振器，所述第二半波长U型谐振器将能量耦合到第一半波长U型谐振器，所述第一半波长U型谐振器通过耦合孔径将能量耦合到矩形贴片，从而实现一个四阶滤波功能。