实施方案
[0027] 下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。结合图1和图2,宽带差分馈电微带滤波天线,包括上层介质基板1、中间层介质基板2、下层介质基板3、接地面4、方形寄生贴片5、方形辐射贴片6、耦合缝隙7、馈电微带线8。
[0028] 介质基板1在最上层,介质基板2在中间,两者之间有一定厚度的空气间隙隔开,介质基板3在最下层,通过接地面4与介质基板2隔开。方形寄生贴片5位于介质基板1下表面的中心,方形辐射贴片6位于介质基板2上表面的中心。两H型耦合缝隙7刻在接地面4上,并且关于Y轴对称。两馈电微带线8位于介质基板3下表面,关于Y轴对称,两条馈电微带线8末端分别加载一条垂直金属条,两条馈电微带线8上分别刻有一条U型缝隙。
[0029] 所述介质基板1相对介电常数εr为1~10.2,厚度h1为<0.25λ;介质基板2相对介电常数εr为2.2~10.2,厚度h2为0.01λ~0.1λ;介质基板3相对介电常数εr为2.2~10.2,厚度h3为0.01λ~0.1λ;空气间隙的厚度h4为0.03λ~0.2λ;介质基板的长度L1和宽度W1为0.9λ~1.5λ;其中λ为自由空间波长。
[0030] 寄生贴片5的长度L2和宽度W2为0.5λg~0.75λg,其中λg是介质基板1中的波导波长;辐射贴片6的长度L3和宽度W3为0.4λg~0.48λg,其中λg是介质基板2中的波导波长;两个耦合缝隙7各自的总长度即(sl1×2+sl2)为0.35λg~0.45λg,宽度sw1和sw2为0.01λg~0.05λg,其中λg是介质基板2中的波导波长;两条馈电微带线8上加载的垂直金属条的总长度即(Lf2×2+Wf1)为0.45λg~0.55λg,宽度Wf2为0.01λg~0.05λg,其中λg是介质基板3中的波导波长;两条馈电微带线8上开的缝隙总长度即(Lf3×2+Wf3)为0.9λg~1.1λg,宽度Wf4为0.01λg~0.05λg,其中λg是介质基板3中的波导波长。
[0031] 下面结合实施例对本发明的装置细节及工作情况进行细化说明。
[0032] 结合图2,选用的介质基板1型号为FR4_epoxy,相对介电常数为4.4,厚度h1为0.5mm(0.008λ),长度L1和宽度W1均为60mm(0.98λ);选用的介质基板2相对介电常数为2.65,厚度h2为1.575mm(0.025λ),选用的介质基板3型号为FR4_epoxy,相对介电常数为4.4,厚度h1为1mm(0.016λ);介质基板1和介质基板2中间的空气间隙厚度为5mm(0.08λ),其中λ为
61.2mm(λ为4.9GHz中心频率下的自由空间波长)。
[0033] 结合图3,寄生贴片5的长度L2和宽度W2均为19mm(0.65λg),其中λg为29.17mm(λg为介质基板1在4.9GHz中心频率下的工作波长)。
[0034] 结合图4,辐射贴片6的长度L2和宽度W2均为16.5mm(0.44λg),其中λg为37.6mm(λg为介质基板1在4.9GHz中心频率下的工作波长)。
[0035] 结合图5,耦合缝隙7的长度sl1为4mm,sl2为7mm,总长度即(sl1×2+sl2)为15mm(0.40λg),宽度sw1为1mm(0.026λg),sw2为0.6mm(0.016λg),两个耦合缝隙7之间的距离d为10mm(0.26λg),其中λg为37.6mm(λg为介质基板1在4.9GHz中心频率下的工作波长)。
[0036] 结合图6和图7,馈电微带线8上加载的垂直金属条的长度Lf2为6.55mm,Wf1为1.9mm,总长度即(Lf2×2+Wf1)为15mm(0.51λg),宽度Wf2为1mm(0.03λg);馈电微带线8上开的缝隙的长度Lf3为14mm,Wf3为1.2mm,总长度即(Lf2×2+Wf1)为29.2mm(1.00λg),宽度Wf4为
0.3mm(0.01λg),其中λg为29.17mm(λg为介质基板3在4.9GHz中心频率下的工作波长)。
[0037] 结合图8,宽带差分馈电微带滤波天线差模反射系数低于-10dB的工作频带为4.1GHz~5.86GHz,相对带宽35.3%。工作频带内最大增益为5GHz处的7.98dBi,通带内增益平稳。在增益曲线下边缘3.2GHz处得到一个零点,上边缘6.4GHz和8.15GHz处各得到一个增益零点。带外抑制度大于20dB,有良好的滤波特性。
[0038] 结合图9,宽带差分馈电微带滤波天线在E面和H面内都能得到对称的辐射方向图,并且E面和H面的交叉极化均小于-45dB,可见天线在工作频带内具有良好的辐射性能。
[0039] 由上可知,本发明基于差分馈电技术的宽带微带滤波天线,可实现宽带特性,通带内增益稳定,辐射方向图对称且交叉极化低,可实现多个带外增益零点,带外抑制度大于20dB,可实现较好的滤波特性。