[发明专利]一种高选择性的平面滤波八木天线

说明书

本发明公开了一种高选择性的平面滤波八木天线，包括从上至下依次叠置的第一覆铜层、介质板、第二覆铜层；第一覆铜层上设有输入端口、输入馈线、枝节加载半波长谐振器和半波长谐振器，构成馈电网络，第二覆铜层上设有公共地板、馈电巴伦、半波偶极子和寄生微带线，公共地板作为平面滤波八木天线的反射器，寄生微带线有多条作为平面滤波八木天线的引向器，半波偶极子设置在公共地板与寄生微带线之间，并通过馈电巴伦与公共地板连接，作为平面滤波八木天线的辐射器，馈电网络的能量能够通过馈电巴伦耦合到半波偶极子处，再经半波偶极子辐射电磁波；本发明具有高选择性的增益滤波效果，其结构简单、剖面低、集成度高，具有很好的应用前景。

技术领域

本发明涉及通讯天线的技术领域，尤其是指一种高选择性的平面滤波八木天线。

背景技术

平面八木天线因其具有高方向性、低剖面、易加工等特点被广泛应用于无线通信系统中。在以往的设计中，学者们将研究重点放在了拓展天线的带宽上，以求改善八木天线带宽窄的缺点。然而，天线的带宽虽得到了拓展，其带内增益并不平坦稳定，且选择性差。为了满足带内增益的平坦度以及高选择性，学者们相继提出了具有滤波效果的八木天线，即滤波八木天线。在这些设计中，滤波器被加载在八木天线的辐射单元前端，用级联的方法连接，这种方法虽然可以获得增益滤波效果，但滤波器的直接加载会带来较大插损；而如若使用带通滤波器和天线的集成设计方法，可以减小插损。

对现有技术进行调查了解，具体如下：

J.-N.Wu等人在2014年提出一种利用阶跃微带线馈电的平面印刷八木天线，通过对八木天线馈电方式的改进，实现了宽通带，其相对带宽达到16.7％。但通带内增益不平坦，其低频处的增益比高频处的增益低3.7dBi。

J.Shi等人在2015年提出一种加载双面平行微带线滤波器的差分滤波八木天线。通过在天线的辐射单元和输入馈线之间嵌入滤波器，实现了滤波效果，并获得较高的选择性。但由于滤波器与辐射单元的直接连接会造成较大损耗，影响天线的辐射效率，且其工作带宽较窄，难以灵活调节。

总的来说，现有的工作中，有不少关于具有滤波效果的八木天线的研究，但是很多结构是基于滤波器的直接加载。因此，参照带通滤波器的综合设计方法，设计一种简单有效的高选择性平面滤波八木天线具有重要意义。

发明内容

本发明目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种高选择性的平面滤波八木天线，应用输入馈线、枝节加载半波长谐振器和半波长谐振器的耦合，作为馈电网络，实现高选择性的增益滤波效果，该平面滤波天线能够在3.1GHz-3.8GHz的范围内稳定工作，且在3.1GHz-3.8GHz的频率范围内反射系数小于-10dB；在通带内增益平坦，其平均增益约为5dBi，且在2.95GHz频率处和4GHz频率处具有明显的辐射零点，具有高选择性。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种高选择性的平面滤波八木天线，包括从上至下依次叠置的第一覆铜层、介质板、第二覆铜层；其中，所述第一覆铜层上设有输入端口、输入馈线、枝节加载半波长谐振器和半波长谐振器，构成馈电网络，所述输入端口与输入馈线连接，所述输入馈线、枝节加载半波长谐振器和半波长谐振器之间留有间隙，并通过间隙耦合能量；所述第二覆铜层上设有公共地板、馈电巴伦、半波偶极子和寄生微带线，所述公共地板设置在第二覆铜层的一端，作为平面滤波八木天线的反射器，所述寄生微带线有多条设置在第二覆铜层的另一端，并与公共地板平行，作为平面滤波八木天线的引向器，所述半波偶极子设置在公共地板与寄生微带线之间，并通过馈电巴伦与公共地板连接，作为平面滤波八木天线的辐射器，馈电网络的能量能够通过馈电巴伦耦合到半波偶极子处，再经半波偶极子辐射电磁波。

进一步，所述公共地板与半波偶极子之间的距离为四分之一工作频率波长。

进一步，所述介质板的介电常数为2.55，其损耗角正切为0.0029。

本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：