(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210779528.8 (22)申请日 2022.07.04 (71)申请人 安徽大学 地址 230601 安徽省合肥市经济技 术开发 区九龙路1 11号 (72)发明人 程光尚　黄保卿　黄志祥　杨利霞　 (74)专利代理 机构 合肥国和专利代理事务所 (普通合伙) 34131 专利代理师 侯婷　张祥骞 (51)Int.Cl. H01Q 1/38(2006.01) H01Q 1/48(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种高增益双贴片圆极化滤波天线及设计 方法 (57)摘要 本发明涉及一种高增益双贴片圆极化滤波 天线， 其特征在于： 包括第一介质基板和第二介 质基板， 第一介质基板上设置第一辐射贴片， 第 二介质基板上设置第二辐射贴片； 所述第二介质 基板位于第一介质基板的上方， 且二者之间有间 距。 本发明还公开了一种高增益双贴片圆极化滤 波天线的设计方法。 本发明的天线结构简单， 没 有额外的滤波电路但实现了很好的滤波效果； 天 线的增益曲线具有很好的平整度， 因此具有很好 的稳定性， 且两个辐射零点可调控； 天线轴比带 宽相对于已有的无额外滤波电路的圆极化滤波 天线结构来说更宽 。 权利要求书1页 说明书5页 附图9页 CN 114976621 A 2022.08.30 CN 114976621 A 1.一种高增益双贴片圆极化滤波天线， 其特征在于： 包括第一介质基板和第二介质基 板， 第一介质基板上设置第一辐射贴片， 第二介质基板上设置第二辐射贴片； 所述第二介质 基板位于第一介质基板的上 方， 且二者之间有间距。 2.根据权利要求1所述的高增益双 贴片圆极化滤波天线， 其特征在于： 所述第 一介质基 板的下板面上设置金属地板， 第一介质基板和金属地板上设置同轴馈线。 3.根据权利要求1所述的高增益双 贴片圆极化滤波天线， 其特征在于： 所述第 一辐射贴 片的中心位置处开设一个矩形槽， 在矩形槽位置处设有一个四分之三圆形枝节， 四分之三 圆形枝节的两端通过两个I形枝节连接到第一辐射贴片上； 第一辐射贴片沿周边开设倒U 形 槽。 4.根据权利要求1所述的高增益双 贴片圆极化滤波天线， 其特征在于： 所述第 二辐射贴 片的中心位置处开设一个环形槽 。 5.根据权利要求1至4中任一项所述的高增益双 贴片圆极化滤波天线的设计方法， 其特 征在于： 该 方法包括下列顺序的步骤： (1)建立初始双贴片天线模型即第一Ant模型， 第一Ant模型由第一介质基板和第二介 质基板组成， 第一介质基板上设置第一辐射贴片， 第二介质基板上设置第二辐射贴片， 第一 辐射贴片的中心位置处开设一个矩形槽， 在矩形槽位置处设有一个四分之三圆形枝节， 四 分之三圆形枝节的两端通过两个I形枝节连接 到第一辐射贴片上； (2)在第一Ant模型的第二辐射贴片上开设一个环形槽， 形成第二Ant模型； (3)在第一Ant模型的基础上， 在第一辐射贴片上沿周边开设倒U形槽， 形成第三Ant模 型； (4)对第三Ant模型进行仿真优化， 并对天线参数进行分析； (5)通过对圆极化辐射频点的天线表面电流进行分析， 来 解释圆极化辐射产生的原理； (6)通过对辐射 零点处的天线表面电流分布进行分析， 解释两个辐射 零点产生的原理。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114976621 A 2一种高增益双贴片圆极化滤波天线 及设计方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 通信和天线技术领域， 尤其是一种高增益双贴片圆极化滤波天线及设 计方法。 背景技术 [0002]在传统的设计概念中， 滤波器和天线是射频前端的两个关键元素， 通常需要独立 设计， 然后通过额外的传输线进 行级联， 以抑制不必 要的信号。 这些额外的线路不仅带来了 插入损耗， 降低了系统的性能， 而且还占用了额外的电路面积。 因此， 将天线与滤波器组合 成滤波天线， 在现代工程中具有必要的现实意 义。 [0003]近年来， 滤波天线的概念被提出并进行了广泛的研究。 特别是， 圆极化滤波天线由 于可以消除极化失配而受到越来越多的关注， 这是在无线局域网(WLAN)系统中所需要的。 目前， 大多数圆极化滤波天线都是通过在圆极化 天线的馈电结构中添加一个带通滤波器来 实现的， 或者通过合成方法将圆极化 天线的辐射器与一个带通滤波器集成来 实现的。 这样， 就可以实现相当好的滤波响应， 但由于仍然需要外部滤波器或滤波网络， 因此集成级别是 有限的。 此外， 由于滤波器/滤波网络不可避免的插入损耗， 所产生的滤波天线的实现增益 和效率一般在一定程度上降低了 。 [0004]寄生元件在通带旁引入辐射零值， 抑制近阻带内的辐射， 从而实现带通滤波响应， 该方法已广泛应用于线极化滤波天线的设计。 到目前为止， 使用这种方法设计的圆极化滤 波天线很少， 因为使用简单的寄生元件同时考虑滤波和圆极化性能相对困难。 到目前为止， 设计一个不使用额外滤波电路/网络、 结构 简单的圆极化滤波天线仍然是一个挑战。 发明内容 [0005]本发明的首要 目的在于提供一种结构简单、 天线的增益曲线具有很好的平整度， 具有很好的稳定性的高增益双贴片圆极化滤波天线。 [0006]为实现上述目的， 本发明采用了以下技术方案： 一种高增益双贴片圆极化滤波天 线， 包括第一介质基板和 第二介质基板， 第一介质基板上设置第一辐射贴片， 第二介质基板 上设置第二辐射贴片； 所述第二介质基板位于第一介质基板的上 方， 且二者之间有间距。 [0007]所述第一介质基板的下板面上设置金属地板， 第一介质基板和金属地板上设置同 轴馈线。 [0008]所述第一辐射贴片的中心位置处开设一个矩形槽， 在矩形槽位置处设有一个四分 之三圆形枝节， 四分之三圆形枝节的两端通过两个I形枝节连接到第一辐射贴片上； 第一辐 射贴片沿周边 开设倒U形槽 。 [0009]所述第二辐射贴片的中心位置处开设一个环形槽 。 [0010]本发明的另一目的在于提供一种高增益双贴片圆极化滤波天线的设计方法， 该方 法包括下列顺序的步骤： [0011](1)建立初始双贴片天线模型即第一Ant模型， 第一Ant模型由第一介质基板和第说　明　书 1/5 页 3 CN 114976621 A 3