小型化低剖面全向滤波天线设计
电子技术应用
王丽黎1，2，徐亚妮1，高智勇1，张衡1
1.西安理工大学 自动化与信息工程学院，陕西 西安 710048； 2.西安市无线光通信与网络研究重点实验室，陕西 西安 710048
摘要：设计了一个小型化全向微带滤波天线。天线由带通滤波器和微带天线组成，二者共用一个地平面以减小尺寸且采用缝隙耦合方式连接，带通滤波器蚀刻在微带贴片天线的馈线位置处，引入选频滤波功能，在输入馈线前端添加一个横向矩形贴片使整个系统达到良好的阻抗匹配。与传统的微带天线相比，所设计的滤波天线在不改变尺寸大小的基础上引入了选频滤波功能，在通带边缘体现出较高的选择性。仿真与测试结果表明，该滤波天线的阻抗带宽为2.31 GHz~2.56 GHz，且通带内增益平缓，平均增益约为2.1 dBi，在工作频段内呈全向辐射特性。
中图分类号：TN82 文献标志码：A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.234361
中文引用格式：王丽黎，徐亚妮，高智勇，等. 小型化低剖面全向滤波天线设计[J]. 电子技术应用，2024，50(2)：88-92.
英文引用格式：Wang Lili，Xu Yani，Gao Zhiyong，et al. Miniaturized low-profile filtering omnidirectional antenna design[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(2)：88-92.
中文引用格式：王丽黎，徐亚妮，高智勇，等. 小型化低剖面全向滤波天线设计[J]. 电子技术应用，2024，50(2)：88-92.
英文引用格式：Wang Lili，Xu Yani，Gao Zhiyong，et al. Miniaturized low-profile filtering omnidirectional antenna design[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(2)：88-92.
Miniaturized low-profile filtering omnidirectional antenna design
Wang Lili1，2，Xu Yani1，Gao Zhiyong1，Zhang Heng1
1.School of Automation and Information Engineering， Xi’an University of Technology， Xi’an 710048， China； 2.Xi’an Key Laboratory of Wireless Optical Communication and Network Research， Xi’an 710048， China
Abstract：A miniaturized omnidirectional microstrip filter antenna is designed. The antenna is composed of a bandpass filter and a microstrip antenna, which share a ground plane to reduce the size and are connected by gap coupling. The bandpass filter is etched at the feeder position of the microstrip patch antenna, and the frequency selection filter function is introduced. A transverse rectangular patch is added at the front end of the input feeder to achieve good impedance matching of the whole system. Compared with the traditional microstrip antenna, the designed filter antenna introduces the frequency selection filter function without changing the size, and shows high selectivity at the edge of the passband. The simulation and test results show that the impedance bandwidth of the filter antenna is 2.31 GHz~2.56 GHz, and the gain in the passband is flat, the average gain is about 2.1 dBi, and the filter antenna has omnidirectional radiation characteristics in the working frequency band.
Key words :filtering antenna；microstrip antenna；miniaturized；omnidirectional antenna；bandpass filter
引言
天线和滤波器是射频前端电路的重要组成部分[1-2]，用于发射或接收信号、选择频段和消除干扰，它们的性质决定了整个通信系统的性能。通常情况下，这两个器件分别独立设计，然后通过额外的传输线连接，这种方法不仅在整个频率范围内极易产生阻抗不完全匹配，导致天线辐射特性下降，同时还会占用额外的电路面积，使得整个电路系统尺寸过大。因此，有学者提出将滤波器与天线相结合，构成一个兼具天线辐射功能和滤波器选频功能的滤波天线[3-5]模块，与传统的级联设计相比较，滤波天线具有小型化、集成化和低辐射损耗等优点[6-8]。
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