近年来,附着式可穿戴设备逐渐成为国内外研究热点,其中体外通信技术在娱乐、运动、医疗健康等领域将得到广泛应用。目前,体外通信天线存在大尺寸、集成度低和功能单一的问题,将天线和滤波器集成设计成滤波天线,使天线同时具有辐射和滤波的性能,可实现天线的多功能和小型化。因此,设计性能优良的滤波天线应用于体外通信具有重要的价值和意义。在国家自然科学基金(No.61372008)、广东省科技计划(No.2014A010103014,No.2015B010101006)等项目的支持下,本论文基于滤波器和天线的理论知识,设计了三款新型的滤波天线应用于体外通信,它们均能在没有额外附加滤波电路的条件下实现优良的辐射和滤波性能,主要工作内容有:(1)加载了人工磁导体的单频滤波天线。这一部分主要研究了一款单频的滤波天线,通过耦合馈电和贴片开槽的方式在通带两边产生了两个辐射零点,得到了一个带通滤波的效果。通过将人工磁导体加载到天线底部,来调节天线的阻抗匹配,并降低了对人体的影响。整个系统的尺寸为40×22×2.826 mm~3,阻抗带宽为5.55–5.95 GHz。(2)无外加滤波电路的双频滤波天线。这一部分主要采用单层介质基板来降低天线的剖面,发现在贴片上开槽或者地板开缝可以使天线产生带阻的滤波效果,文中应用该理论在辐射贴片上加入两对矩形窄槽和一对开口圆环后使天线的电场模式发生了改变,这样使天线在特定频点上的电流电场相互抵消,产生了三个辐射零点,实现了双频滤波的效果,同时天线采用了完整的大地板来减少对人体的辐射。双频使设备能工作在两个不同的模式下,天线的尺寸为41.5×33.9×1.524 mm~3,阻抗带宽为4.95–5.24 GHz和5.78–5.84 GHz,该设计实现了低剖面和良好的滤波特性。(3)小型化的宽阻带微带滤波天线。这一部分主要解决前两款天线存在的尺寸相对较大和阻带较窄的问题,宽阻带可以滤除更多的无用信号。利用开口谐振环具有带隙的特性,将一对开口谐振环加入到馈电微带线两边,产生了两个辐射零点,通过添加矩形窄槽和开口圆环产生另外两个辐射零点,四个辐射零点实现了很好的带通滤波和阻带抑制。天线采用边缘馈电的方式降低天线的剖面,紧凑的结构缩小了天线的尺寸。天线的最终尺寸为24.5×24.5×1.524 mm~3,工作带宽为4.9–5.5 GHz,低频的阻带(3.6–4.6GHz)增益小于–15 dBi,高频的阻带(5.8–6.4 GHz)增益小于–20 dBi,该设计采用单层介质板,结构对称,实现了一款小型化、宽阻带的紧凑型滤波天线。