CN113488763B - 一种双频带介质条带滤波天线 - Google Patents
一种双频带介质条带滤波天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN113488763B CN113488763B CN202110772235.2A CN202110772235A CN113488763B CN 113488763 B CN113488763 B CN 113488763B CN 202110772235 A CN202110772235 A CN 202110772235A CN 113488763 B CN113488763 B CN 113488763B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- dielectric strip
- dielectric
- strip
- antenna
- band
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/10—Resonant antennas
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Waveguide Aerials (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明公开了一种双频带介质条带滤波天线,包括顶层介质条带结构、上层介质基板、中间层金属结构、下层介质基板以及底层阶跃型馈线结构。其中,顶层介质条带结构由平行且间隔设置的左边介质条带、中间介质条带以及右边介质条带构成,中间层金属结构中央刻蚀有槽。信号通过所述底层阶跃型馈线结构馈入,经过中间层金属结构上的槽耦合到中间介质条带上,激励出TMδ1模或TMδ3模。中间介质条带与左边介质条带以及右边介质条带进行奇模和偶模耦合,实现介质条带滤波天线双频带工作。本发明相比于单频带介质滤波天线更能适应多制式或双频工作***,相比于双频带介质滤波天线,本发明中所有的谐振器均参与辐射,辐射效率高,且辐射体尺寸小。
Description
技术领域
本发明涉及微波通信领域,尤其涉及一种双频带介质条带滤波天线。
背景技术
双频带滤波天线能够同时在两个频带同时实现滤波功能与辐射功能的融合,不仅能够提高***的集成度、降低对***中滤波器的要求、降低相邻频带天线的互耦,而且更能适应多制式***。使用介质实现双频带滤波天线能够有效提高设计自由度、降低导体损耗、提高辐射效率。因此,提出一种双频带介质滤波天线具有重要的研究价值和研究意义。然而,目前报道的介质滤波天线大多是单频带工作,无法满足多制式或多***的需求。双频带介质滤波天线的设计较少,辐射体尺寸较大,且因为存在非辐射谐振器结构,辐射效率较低。
发明内容
发明目的:针对上述现有技术,提出一种双频带介质条带滤波天线,解决现有的双频带介质滤波天线存在非辐射谐振器,辐射效率较低且辐射体尺寸较大的问题。
技术方案:一种双频带介质条带滤波天线,包括依次设置的顶层介质条带结构、上层介质基板、中间层金属结构、下层介质基板以及底层阶跃型馈线结构;其中,所述顶层介质条带结构由平行且间隔设置的左边介质条带、中间介质条带以及右边介质条带构成,所述中间层金属结构中央刻蚀有槽;信号通过所述底层阶跃型馈线结构馈入,经过所述中间层金属结构上的槽耦合到中间介质条带上,激励出TMδ1模或TMδ3模;所述中间介质条带与所述左边介质条带以及右边介质条带进行奇模和偶模耦合,实现介质条带滤波天线双频带工作。
进一步的,通过改变左边介质条带、中间介质条带以及右边介质条带的尺寸来调节天线的工作频率及辐射零点的位置。
进一步的,通过改变左边介质条带、中间介质条带以及右边介质条带之间的间距来调节天线的带宽。
有益效果:本发明基于三条相互平行且均参与辐射的介质条带,仅对中间介质条带进行耦合馈电,然后利用中间介质条带的TMδ1模(TMδ3模)分别与左右两边介质条带谐振器的TMδ1模(TMδ3模)进行奇模和偶模耦合,实现双频带工作的介质条带滤波天线。
本发明的介质天线集合了滤波、双频带等工作特性,相比于单频带介质滤波天线更能适应多制式或双频工作***,相比于双频带介质滤波天线,本发明中所有的谐振器均参与辐射,辐射效率高,且辐射体尺寸小。
附图说明
图1为本发明双频带介质条带滤波天线的剖面结构示意图;
图2为本发明双频带介质条带滤波天线的俯视图;
图3为本发明双频带介质条带滤波天线的***图;
图4为本发明天线的匹配及增益响应图;
图5为本发明天线的效率相应图;
图6为本发明天线的仿真方向图,其中 (a)为7.8 GHz方向图,(b)为 13.7 GHz方向图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做更进一步的解释。
如图1至图3所示,一种双频带介质条带滤波天线,该天线结构整体为对称结构,由从上而下依次设置的顶层介质条带结构1、上层介质基板2、中间层金属结构3、下层介质基板4以及底层阶跃型馈线结构5构成。顶层介质条带结构1和中间层金属结构3分别在上层介质基板2的上表面和下表面,底层阶跃型馈线结构5在下层介质基板4的下表面。其中,顶层介质条带结构1由平行且间隔设置的左边介质条带11、中间介质条带12以及右边介质条带13构成,中间层金属结构3中央刻蚀有槽31。
本发明中,顶层介质条带结构1、上层介质基板2、中间层金属结构3组成介质条带谐振器,作为天线的辐射体,且顶层介质条带结构1的三个介质条带均参与辐射。信号通过底层阶跃型馈线结构5馈入,经过中间层金属结构3上的槽31耦合到中间介质条带12上,激励出TMδ1模或TMδ3模,然后经中间介质条带12耦合到左边介质条带11以及右边介质条带13,分别激励出TMδ1模或TMδ3模。
当中间介质条带12的TMδ1模和左边介质条带11以及右边介质条带13的TMδ1模耦合谐振在偶模时,谐振器两端沿着x方向的电场分布方向相同,在天线的顶点处相互叠加,构成低频辐射频带。当中间介质条带12的TMδ1模和左边介质条带11以及右边介质条带13的TMδ1模耦合谐振在奇模时,谐振器两端沿着x方向的电场分布方向相反,在天线的顶点处相互抵消,因此在低频工作频带的高频侧产生辐射零点。
类似地,当中间介质条带12的TMδ3模和左边介质条带11以及右边介质条带13的TMδ3模耦合谐振在偶模时,谐振器两端沿着x方向的电场分布方向相同,在天线的顶点处相互叠加,产生高频辐射频带。当中间介质条带12的TMδ3模和左边介质条带11以及右边介质条带13的TMδ3模耦合谐振在奇模时,谐振器两端沿着x方向的电场分布方向相反,在天线的顶点处相互抵消,因此在高频工作频带的高频侧产生辐射零点。
通过改变左边介质条带11、中间介质条带12以及右边介质条带13的尺寸来调节天线的工作频率及辐射零点的位置。通过改变左边介质条带11、中间介质条带12以及右边介质条带13之间的间距来调节天线的带宽。
本发明利用三条相互平行且均参与辐射的介质条带,实现了双频带工作的小型化高效率介质条带滤波天线。
本实施例中,天线的辐射体尺寸仅为0.39λ2 0 × 0.07λ0。其匹配、增益及效率响应的仿真结果如图4、图5所示。该实施例的两个工作频带分别覆盖7.3 GHz ~ 8.3 GHz和13.5 GHz ~ 13.9 GHz,相对带宽分别为13%和3%,两个辐射零点分别位于8.6 GHz以及14.1GHz,两个工作频带内的最大增益分别为7.35 dBi和10.3 dBi,两个频带内的最高辐射效率(总效率)分别为94.5%(90.7%)及89.4%(87.5%)。
图6的(a)和图6的(b)分别为天线在7.8 GHz和13.7 GHz处的E面和H面仿真方向图。从图6的(a)中可以看出,在7.8 GHz处,E面和H面的3-dB波束宽度分别为82.5°和72.2°,E面和H面的3-dB波束宽度范围内交叉极化水平分别小于-113 dB和-32.2 dB。从图6的(b)中可以看出,在13.7 GHz处,E面和H面的3-dB波束宽度分别为31.1°和45.5°,E面和H面的3-dB波束宽度范围内交叉极化水平分别小于-117 dB和-34.8 dB。本案例设计采用的基板为RO4003C基板,其介电常数为3.38,损耗角为0.0027,采用的介质条带的介电常数为89.5,损耗角为0.0004。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种双频带介质条带滤波天线,其特征在于,包括依次设置的顶层介质条带结构(1)、上层介质基板(2)、中间层金属结构(3)、下层介质基板(4)以及底层阶跃型馈线结构(5);其中,所述顶层介质条带结构(1)由平行且间隔设置的左边介质条带(11)、中间介质条带(12)以及右边介质条带(13)构成,所述中间层金属结构(3)中央刻蚀有槽(31);信号通过所述底层阶跃型馈线结构(5)馈入,经过所述中间层金属结构(3)上的槽(31)耦合到中间介质条带(12)上,激励出TMδ1模或TMδ3模;所述中间介质条带(12)与所述左边介质条带(11)以及右边介质条带(13)进行奇模和偶模耦合,实现介质条带滤波天线双频带工作。
2.根据权利要求1所述的双频带介质条带滤波天线,其特征在于,通过改变左边介质条带(11)、中间介质条带(12)以及右边介质条带(13)的尺寸来调节天线的工作频率及辐射零点的位置。
3.根据权利要求1所述的双频带介质条带滤波天线,其特征在于,通过改变左边介质条带(11)、中间介质条带(12)以及右边介质条带(13)之间的间距来调节天线的带宽。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110772235.2A CN113488763B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种双频带介质条带滤波天线 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202110772235.2A CN113488763B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种双频带介质条带滤波天线 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN113488763A CN113488763A (zh) | 2021-10-08 |
CN113488763B true CN113488763B (zh) | 2023-08-22 |
Family
ID=77938023
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202110772235.2A Active CN113488763B (zh) | 2021-07-08 | 2021-07-08 | 一种双频带介质条带滤波天线 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN113488763B (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114927868B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-08-18 | 南通大学 | 一种双向辐射滤波天线 |
CN116780174B (zh) * | 2023-07-13 | 2024-03-19 | 南通至晟微电子技术有限公司 | 一种滤波端射天线 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105720359A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-06-29 | 西南交通大学 | 一种宽带介质谐振器天线 |
WO2016197823A1 (zh) * | 2016-02-01 | 2016-12-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备 |
CN108649310A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-10-12 | 南通大学 | 一种基于四模介质谐振器的独立可控双通带滤波器 |
CN109904613A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-06-18 | 西安电子科技大学 | 一种应用于5G Sub 6GHz基站***的差分双频双极化滤波天线 |
CN111478026A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 南通大学 | 一种条带型介质贴片滤波天线阵列 |
CN111916906A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-10 | 大连理工大学 | 一种低剖面且高增益宽频带介质谐振器天线 |
CN112332086A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-05 | 南通大学 | 一种基片集成差分双极化介质谐振器天线 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB0207052D0 (en) * | 2002-03-26 | 2002-05-08 | Antenova Ltd | Novel dielectric resonator antenna resonance modes |
-
2021
- 2021-07-08 CN CN202110772235.2A patent/CN113488763B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016197823A1 (zh) * | 2016-02-01 | 2016-12-15 | 中兴通讯股份有限公司 | 圆极化介质谐振天线及其参数确定方法和通信设备 |
CN105720359A (zh) * | 2016-04-20 | 2016-06-29 | 西南交通大学 | 一种宽带介质谐振器天线 |
CN108649310A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-10-12 | 南通大学 | 一种基于四模介质谐振器的独立可控双通带滤波器 |
CN109904613A (zh) * | 2019-02-19 | 2019-06-18 | 西安电子科技大学 | 一种应用于5G Sub 6GHz基站***的差分双频双极化滤波天线 |
CN111478026A (zh) * | 2020-04-20 | 2020-07-31 | 南通大学 | 一种条带型介质贴片滤波天线阵列 |
CN111916906A (zh) * | 2020-08-17 | 2020-11-10 | 大连理工大学 | 一种低剖面且高增益宽频带介质谐振器天线 |
CN112332086A (zh) * | 2020-10-27 | 2021-02-05 | 南通大学 | 一种基片集成差分双极化介质谐振器天线 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
差分馈电介质谐振器天线技术研究进展;唐慧;陈建新;;南通大学学报(自然科学版)(第02期);全文 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN113488763A (zh) | 2021-10-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Feng et al. | Dual-polarized filtering magneto-electric dipole antenna arrays with high radiation-suppression index for 5G new radio n258 operations | |
Hu et al. | Design of compact, single-layered substrate integrated waveguide filtenna with parasitic patch | |
CN108767476B (zh) | 一种简单紧凑的滤波介质谐振器天线 | |
CN113488763B (zh) | 一种双频带介质条带滤波天线 | |
CN104134859B (zh) | 一种宽带高效率高方向性电小天线 | |
CN110061353B (zh) | 一种小型化Ku全频段卫星天线阵列 | |
CN112713406B (zh) | 基于fss的平面集成毫米波滤波喇叭天线 | |
CN114256626A (zh) | 一种双频双圆极化高效共口径平板天线 | |
CN111478026A (zh) | 一种条带型介质贴片滤波天线阵列 | |
CN114171911A (zh) | 一种应用于毫米波通信的超材料天线及阵列 | |
CN117353007B (zh) | 一种垂直极化双向辐射天线 | |
CN116014432B (zh) | 一种基片集成介质谐振器滤波天线阵列 | |
CN114335999A (zh) | 一种基于间隙波导的K/Ka波段双频段双圆极化天线 | |
CN112701450B (zh) | 一种多模宽带双极化基站天线 | |
CN110459858B (zh) | 一种基于基片集成腔的滤波天线 | |
CN116759801B (zh) | 一种双波束滤波贴片天线 | |
CN110828999B (zh) | 基于复合左右手传输线结构的双频双极化二单元mimo天线 | |
CN114927869B (zh) | 一种毫米波双波束介质谐振器天线 | |
CN109802225B (zh) | 一种微带滤波天线 | |
CN111585027A (zh) | 一种基于寄生贴片的宽带低剖面滤波天线 | |
CN113314838B (zh) | 一种基于带通滤波器原型的平面低剖面微带滤波天线 | |
Ge et al. | A Dual-Band Dual-Polarized Base Station Antenna Array With Isolation Enhancement | |
CN113497357A (zh) | 一种宽带双极化滤波天线 | |
CN102117970B (zh) | 一种用于时间反演通信的缺陷地结构亚波长天线阵列 | |
CN216288975U (zh) | 一种三频共形全向天线 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |