[发明专利]一种基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线

说明书

本发明公开了一种基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线，属于滤波天线技术领域，由上层金属表面、第一介质基板、中间两个金属圆片、第二介质基板和下层金属底面组成，包括第一矩形的双模基片集成波导谐振腔和第二矩形的双模基片集成波导谐振腔；所述第二矩形的双模基片集成波导谐振腔内设有一个横向槽作为缝隙辐射天线；第一矩形的双模基片集成波导谐振腔和第二矩形的双模基片集成波导谐振腔采用直接耦合的方式级联在一起形成所述基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线；所述基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线的馈电方式采用共面波导馈电，且采用阶梯形式进行阻抗匹配。

技术领域

本发明属于滤波天线技术领域，特别涉及一种基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线，适用于提高滤波天线的选择性和带外抑制、实现整个滤波天线的尺寸小型化以及实现滤波性能与天线辐射性能的一体化。

背景技术

现代通信模块的快速发展对无线通信系统的各个模块都提出了严格的要求，多功能模块因为其大大减小电路尺寸并且提高系统性能的优点而被视为无线通信系统的重要解决方案目之一；滤波天线是集带通滤波器和天线功能一体化的设备，滤波天线的一种设计方法是将设计好的带通滤波器和具有良好阻抗匹配的天线相连接；另一种设计方法是将带通滤波器的最后一阶谐振器替换为辐射谐振天线，这样既可以省去滤波器与天线之间的过渡匹配，又可以减少整个设备的插入损耗，进而实现集成化、小型化、多功能化。

基片集成波导结构作为一种新型传输微波的结构，除了具有大功率容量和高品质因数的特点，更重要的是拥有良好的高频特性，易于与射频电路集成；多模滤波器是指将多种谐振模式应用于滤波器的腔体中，这种滤波器往往拥有更加紧凑的结构和良好的带外抑制特性；将多模技术与SIW滤波天线相结合，不仅可以使滤波天线更加小型化、集成化，还往往可以引入辐射零点，使整个结构具有更好的选择性。

Peng Kai Li等人在IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS,VOL.17.2018发表的《Codesigned High-Efficiency Single-Layered SubstrateIntegrated Waveguide Filtering Antenna With a Controllable Radiation Null》中公开了一种基于基片集成波导技术的具有一个单侧可调零点的单层缝隙滤波天线，该单侧可调零点的单层缝隙滤波天线由一个单层矩形SIW腔、四个金属化过孔、一个横向槽和一个垂直SMA连接器组成，可以通过控制横向槽的位置实现一个带外零点的可控，从而提高了整个滤波天线的选择性；但不足之处是仅仅在带外实现了一个辐射零点，使得通带的无零点的一侧的选择性不足，另外整个滤波天线的带宽相对过窄。

Ricardo Lovato等人在IEEE ANTENNAS AND WIRELESS PROPAGATION LETTERS,VOL.17.2018发表的《A Third-Order SIW-Integrated Filter/Antenna Using TwoResonant Cavities》介绍了一种三阶基于基片集成波导技术的滤波天线，该种三阶基于基片集成波导技术的滤波天线由两个SIW的矩形谐振腔组成，并且在第二个腔体里设计了一个缝隙天线，缝隙天线在槽腔中激发两种模式，实现了一个三阶滤波响应，同时保留该滤波和辐射特性，在滤波天线的带外形成了一个辐射零点，一定程度上增加了选择性；但不足之处也是仅仅在带外实现了一个辐射零点，使得通带的无零点的一侧的选择性不足，另外文中的滤波器的尺寸相对过大。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提出一种基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线，该种基于基片集成波导的四模具有双零点的滤波天线在其滤波天线的带外首次实现了两个辐射零点，大大提高了滤波天线的选择性和带外抑制；而且设计了一种新型电容式微扰，用于实现整个滤波天线的尺寸的小型化；同时也能够实现滤波性能与天线辐射性能的一体化，使整个结构集成化和多功能化。