[发明专利]一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线

说明书

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。本发明由两个结构相同的线极化天线正交组合而成。微带差分馈线设计在介质基板底部，通过金属通孔、焊盘与设计在介质谐振器虚拟地面上的偶极子结构相连接。辐射结构由三部分组成即：偶极子，介质谐振器以安置在介质谐振器顶部的介质贴片谐振器。天线工作频段内分别对应这三个辐射体的谐振模式：偶极子的1/2波长谐振，介质谐振器的模，介质贴片谐振器的模。在低频辐射零点处，虚地上的偶极子电路结构引入辐射零点；在高频辐射零点处偶极子结构产生的电场与介质贴片谐振器模式相抵引入辐射零点，由此实现结构简单的滤波天线功能。

技术领域

本发明属于微波通信技术领域，具体涉及一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。

背景技术

介质谐振器具有损耗低，尺寸小，辐射效率高，设计灵活等诸多优点，被广泛应用于射频电路器件的设计中。滤波天线打破传统滤波器和天线级联的设计方法，将滤波和和辐射功能集成在一个器件中实现，在不影响天线辐射特性的情况下，提高其信号的选择能力以及杂波信号的抑制能力，同时减小尺寸降低插损。双极化天线能够传输两条相互正交互不干扰的电磁波信号，从而增加信道容量，提升通信链路的频谱效率，改善多路衰落问题，在基站、卫星通讯等领域被广泛运用。偶极子天线具有体积小、成本低、重量轻等优点，广泛运用于双极化天线的设计。与单端馈电相比，差分馈电方案具有高线性度，共模抑制、易于集成等优点。

现有的一些双极化天线主要的实现方式有磁电偶极子、贴片天线等，其普遍面临体积大、剖面高等不足。鲜有的一些基于介质谐振器的双极化天线，要么利用滤波器和天线级联的传统手段实现滤波效应，导致体积较大、插入损耗大。要么是单端馈电使得端口隔离度需要使用其他手段来优化，增大天线设计难度。对于将差分馈电、滤波天线集一身的双极化介质谐振器天线目前还没有相关报道。因此，提出一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线具有重要的价值和意义。

发明内容

本发明针对上述现有技术所存在的问题，提出了一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线。本发明在于将偶极子设计在介质谐振器虚拟地上同时作为辐射体和馈电结构、利用偶极子天线与介质谐振器电场相抵消形成辐射零点、利用介质堆叠技术提高带宽提高匹配效果。

本发明为实现上述发明目的，采取的技术方案如下：

一种具有滤波功能的双极化差分介质谐振器天线，包括介质基板；所述介质基板上表面设置顶层金属层；所述顶层金属层设置第一圆槽与第二圆槽；所述介质基板上表面设置第一顶层金属焊盘与第二顶层金属焊盘；所述第一顶层金属焊盘设置在第一圆槽内；所述第二顶层金属焊盘设置在第二圆槽内；所述介质基板下表面设置第一底层金属带条与第二底层金属带条；所述顶层金属层上设置矩形介质谐振器；所述矩形介质谐振器上设置介质贴片谐振器；所述矩形介质谐振器内的第一方向对称面设置第一金属带条；所述矩形介质谐振器内的第二方向对称面设置第二金属带条；所述矩形介质谐振器下表面设置第一金属焊盘与第二金属焊盘；所述介质基板贯穿设置第一金属通孔与第二金属通孔；所述第一金属焊盘通过第一金属通孔与第一底层金属带条连接；所述第二金属焊盘通过第二金属通孔与第二底层金属带条连接；所述第一底层金属带条、第一金属通孔、第二顶层金属焊盘，第一金属焊盘、第一金属带条、矩形介质谐振器、介质贴片谐振器为构成双极化差分介质谐振器天线其中的一个单极化天线结构；所述第二底层金属带条、第二金属通孔、第一顶层金属焊盘，第二金属焊盘、第二金属带条、矩形介质谐振器、介质贴片谐振器为构成双极化差分介质谐振器天线其中的另一个单极化天线结构。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述矩形介质谐振器内的第一方向对称面与第二方向对称面均为差分馈电虚拟地。

进一步的作为本发明的优选技术方案，所述第一底层金属带条与第一金属带条、第二底层金属带条与第二金属带条通过不同宽度组合形成阶跃阻抗形式或阶梯形式。