[实用新型]一种基于波导结构的角锥喇叭滤波天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于波导结构的角锥喇叭滤波天线。

背景技术

天线和微波滤波器是现代微波中继通信、卫星通信、无线通信等系统必不可少的关键器件。天线的主要主用是发射和接收电磁信号，并且控制信号的辐射方向。微波滤波器的主要作用是过滤掉不需要的信号，即低损耗通过某一频率范围内的有用信号，而将其他频率范围的频率分量衰减到极低水平。天线和微波滤波器作为电路系统里重要的组成部分之一，其性能的优劣很大程度决定了系统的工作质量，其尺寸大小也直接影响了整个系统的尺寸大小以及便携性。

随着现代无线通信需求的高速发展，用户对高性能便携式终端设备需求越来越广泛。在以往典型的通信系统中，天线和滤波器通常是被看成两个独立的子系统来分开设计和优化的，由于器件间的相互影响和端口阻抗失配，使得级联后的天线和滤波器总体性能恶化。为了消除这种影响，二者通常需要增加一个额外的匹配电路来进行连接。这种传统的设计方法使得系统变得复杂，尺寸和损耗也会加大，已经很难满足当前无线通信系统小型化和高性能的需求。因此，将天线和滤波器进行集成，构成结构紧凑的滤波天线，当成一个整体模块来设计，不仅可以减小系统的尺寸和重量，而且在不改变辐射特性的基础上，可以降低损耗，提高增益平坦度和频率选择性，使系统的整体性能得到提高。

现有技术中，申请号为‘201310354413.5’专利申请‘高增益滤波天线’，该专利提出的一种微带滤波天线结构如图1所示，其包括谐振腔及置于谐振腔内的至少一个馈源；谐振腔具有用于固定馈源的金属反射板、竖立于反射板上的金属围框，以及用于遮盖金属围框上方且形成有供馈源信号向外辐射的通孔的金属栅。通过上述方式，该天线能够滤波与一体化集成，同时具有馈电简单、高增益等特性。

另一现有技术中，专利申请号为‘201510051241.3’，专利申请‘高带外抑制腔体滤波天线阵列’，该专利提出的一种介质基片集成波导滤波天线结构如图2所示，其介质基片上利用金属通孔围成一个第一矩形谐振腔和两个对称放置的第二矩形谐振腔。在两个第二谐振腔上方位置设置有两个用于辐射信号的辐射缝隙。该结构具有较好的带外抑制能力，但增益较低，难应用于实际系统中。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中波导喇叭天线难以同时具备滤波特性和低副瓣电平的缺陷，提供一种基于波导结构的角锥喇叭滤波天线，使其具有结构简单、易于调谐、频率选择性高、副瓣电平小和增益平坦等优点。

本实用新型的目的可以通过采取如下技术方案达到：

一种基于波导结构的角锥喇叭滤波天线，所述滤波天线包括：金属波导腔1和角锥喇叭12；

其中，所述金属波导腔1的一端作为信号输入端口13，另一端作为辐射端口与所述角锥喇叭12连接；

所述金属波导腔1依次由第一电感膜片2以及第二电感膜片3、第三电感膜片4以及第四电感膜片5、第五电感膜片6以及第六电感膜片7、第七电感膜片8以及第八电感膜片9、第九电感膜片10以及第十电感膜片11分隔为第一谐振腔14、第二谐振腔15、第三谐振腔16和第四谐振腔17。

进一步地，所述金属波导腔1为矩形。

进一步地，所述角锥喇叭12同时沿E面和H面张开，用于提高滤波天线的辐射增益和定向性，降低副瓣电平。

进一步地，所述第一谐振腔14、所述第二谐振腔15、所述第三谐振腔16和所第四谐振腔17均为半波长的谐振腔单元，工作主模均为TE101模。

进一步地，所述第一电感膜片2以及所述第二电感膜片3构成窗型开口结构，用于控制所述滤波天线信号输入端口的外部品质因数。

进一步地，所述第三电感膜片4以及所述第四电感膜片5构成窗型开口结构，用于控制所述第一谐振腔14和所述第二谐振腔15之间的耦合强度。

进一步地，所述第五电感膜片6以及所述第六电感膜片7构成窗型开口结构，用于控制所述第二谐振腔15和所述第三谐振腔16之间的耦合强度。

进一步地，所述第七电感膜片8以及所述第八电感膜片9构成窗型开口结构，用于控制所述第三谐振腔16和所述第四谐振腔17之间的耦合强度。

进一步地，所述第九电感膜片10以及所述第十电感膜片11构成窗型开口结构，用于控制所述滤波天线辐射端口的辐射品质因数。

进一步地，所述第四谐振腔17同时充当辐射器的作用。

本实用新型相对于现有技术具有如下的优点及效果：