[发明专利]一种结构紧凑的高增益带通双极化滤波贴片天线

说明书

本发明公开了一种结构紧凑的高增益带通双极化滤波贴片天线，由上至下依次包括间隔距离设置的第三层金属片、上层介质基板及下层介质基板，下层介质基板的下表面设置反射地板，上层介质基板的下表面印刷第一层金属片，其上表面印刷第二层金属片及金属方环。本发明通过在第一层金属片上方寄生多种金属寄生体，在通带两侧引入增益零点，其中第二层金属片控制低频增益零点，金属方环和第三层金属板控制高频零点，不仅实现了带通滤波响应，而且由于增益零点的滚降较高以及不需要级联滤波器的情况下，天线通带边缘辐射效率与中心辐射效率都较高，整体损耗非常小。

技术领域

本发明涉及射频通信领域，具体涉及一种结构紧凑的高增益带通双极化滤波贴片天线。

背景技术

多频带基站是移动通信的必需品，对于移动通信的要求很高，天线单元之间的强互耦导致辐射模式急剧退化。这就迫使基站天线系统向小型化、低功耗、多频段的方向发展。为了解决这些问题，有很多种典型方法，例如和全带天线阵列连接一个双工器，或者在不同阵列单元之间利用去耦网络来增强端口和端口之间的隔离。然而，这些方式要求的额外单元不可避免的增大了馈电网络的复杂性和引入了额外的插入损耗。这些问题将会在未来5G天线系统中愈演愈烈。最近，滤波天线单元被用来抑制工作在不同频带的单元间的互耦。当滤波天线单元的带外辐射也被抑制时，就不需要额外的双工器和去耦网络。因此，急需一种小型化、低功耗、具有双边带抑制的滤波天线单元设计的解决方案。

在学术界和工业界中，主要有三种滤波天线的设计方法。第一种是将带通滤波器电路与天线级联，或者把滤波器电路的最后一阶谐振器作为天线的辐射部分；第二种是在天线上引入带阻寄生结构，使得天线工作在某些频率时，信号和能量无法馈入到天线辐射结构，从而实现滤波辐射；第三种是无需任何滤波电路，通过改变天线的辐射体，使定向辐射的天线在主辐射方向的方向图发生变化，在主辐射方向上产生一定的滤波特性。

中国专利申请号201020262758X的实用新型专利公开了一种一体化滤波天线，采用了外加电路的方案进行滤波，在天线上实现了滤波效果，但这种方法会带来外加的滤波器电路引入的插入损耗和尺寸，整个射频前端的尺寸和效率改善不够明显。

中国专利申请号2020105627490的发明专利公开了一种滤波天线，通过两组耦合馈线结构实现了滤波性能，并结合滤波天线本身的模式谐振特性和馈电结构的布局方式达到抑制谐波的效果，但是该天线是单极化，并不适用。

中国专利申请号201811327157X的发明专利公开了一种紧凑高增益双极化差分滤波天线，通过在介质基板下表面印刷V型枝节,所述V型枝节沿介质基板的对角线对称设置；下层金属地板上蚀刻缺陷地结构来实现双边带的滤波，但是该方法带宽较宽，且高频部分滚降较差。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明首要目的是提供一种结构紧凑的高增益带通双极化滤波贴片天线，本发明是一种无需额外滤波电路的、口径更小的、高增益的具有双边带抑制的5G通信双极化天线单元。

本发明次要目的是提供一种通信设备。

本发明采用如下技术方案：

一种结构紧凑的高增益带通双极化滤波贴片天线，由上至下依次包括间隔距离设置的第三层金属片、上层介质基板及下层介质基板，下层介质基板的下表面设置反射地板，上层介质基板的下表面印刷第一层金属片，其上表面印刷第二层金属片及金属方环。

进一步，所述第一层金属片的中间位置开有第一缝隙，所述第一缝隙包括圆形缝隙及十字形缝隙，所述十字形缝隙的四条枝节对称设置在圆形缝隙的圆周。

进一步，所述第二层金属片的中间位置开有第二缝隙，第二缝隙设置在第一缝隙在第二层金属片上表面的相应位置，第二缝隙的结构与第一缝隙结构相同。

进一步，所述第二层金属片设置在金属方环内。

进一步，金属方环四条边的中部向上层介质基板中心处凹陷。