[发明专利]一种双槽对称激励的差分双工滤波天线

说明书

本发明公开了一种双槽对称激励的差分双工滤波天线。所述天线包括上层介质基板、下层介质基板、金属地板、第一金属馈电微带线、第二金属馈电微带线、金属矩形辐射贴片、耦合缝隙、金属微带谐振器、以及第一金属微带开口谐振环、第二金属微带开口谐振环、第三金属微带开口谐振环、第四金属微带开口谐振环。本发明用一个紧凑的结构，同时实现了辐射、双工合成、通道滤波、差分馈电以及平衡‑不平衡变换功能，保证了良好的交叉极化性能、波瓣对称性和双工滤波辐射能力。

技术领域

本发明涉及无线通信天线领域，具体涉及一种双槽对称激励的差分双工滤波天线。

背景技术

近年来，设计高度小型化和集成化的射频前模块已经成为了未来的发展趋势，因此设计体积小、集成度高的射频前端系统也得到了研究人员的关注。随着人们对滤波天线的带宽展宽、交叉极化、频率选择性和辐射性能的深入研究，也为双工天线的研究奠定了基础。在双工天线中，信号接收和信号发射都使用同一副天线，因此双工天线不仅可以降低成本，还能够减少系统的体积。

传统来说，天线和双工器是分开设计的，最后通过50Ω传输线和匹配网络串联实现滤波天线的设计，但这会造成结构尺寸和插入损耗的增大。滤波天线是近年来备受关注的一种新技术，在滤波天线中，天线不仅起到辐射作用，而且还具有滤波的功能，因此滤波天线具有较小的尺寸。

在现有的双工天线技术中，交叉极化性能和辐射波瓣的对称性尚有不足(Y.Lee,J.Tarng and S.Chung,A filtering diplexing antenna for dual-band operationwith similar radiation patterns and low cross-polarization levels,in IEEEAntennas and Wireless Propagation Letters,vol.16,pp.58-61,2017.)。交叉极化性能差会影响天线的极化纯度，一方面导致通信效率降低，另一方面会带来干扰；不对称的波瓣难以满足某些应用的要求，比如测量、定位等。

因此，结构紧凑、具有双工滤波特性的同时具有良好交叉极化性能和对称波瓣的双工天线是通信技术和天线技术领域的重要的需求(H.Jin,G.Q.Luo,W.Che,K.Chin,Y.Panand Y.Yu,Vertically-integrated differential filtering patch antenna excitedby a balun bandpass filter,in IET Microwaves,Antennas&Propagation,vol.13,no.3,pp.300-304,27 2 2019)。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种同时具有辐射、滤波、双工性能，并且有良好交叉极化特性和对称辐射波瓣的双工滤波天线。本发明具有体积小、集成度高、交叉极化低以及辐射波瓣对称的优点。

本发明的目的至少能够通过如下技术方案实现。

一种双槽对称激励的差分双工滤波天线，包括上层介质基板、下层介质基板、金属地板、第一金属馈电微带线、第二金属馈电微带线、金属矩形辐射贴片、耦合缝隙、金属微带谐振器、以及第一金属微带开口谐振环、第二金属微带开口谐振环、第三金属微带开口谐振环、第四金属微带开口谐振环；

上层介质基板、金属地板和下层介质基板粘合在一起，金属地板嵌在上层介质基板和下层介质基板之间；金属地板上面刻有两条平行放置的耦合缝隙；

金属矩形辐射贴片贴在上层介质基板的上表面，且金属矩形辐射贴片的中心与上层介质基板中心重合，其长度为波导波长的二分之一，其宽度要大于两条耦合缝隙之间的距离；