[發明專利]毫米波基片集成波導濾波天線

無效

• 申請號: 201010601943.1
• 申請日: 2010-12-23
• 公開（公告）號: CN102110898A
• 公開（公告）日: 2011-06-29
• 發明（設計）人: 洪偉;余晨
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q13/22;H01Q1/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明涉及一種天線，尤其是一種毫米波基片集成波導縫隙陣列天線。

背景技術

近年來，無線通信技術得到了快速發展并獲得了廣泛應用。越來越多的通信系統要求低成本、易制作、易于和其它微波射頻平面電路集成的天線。在毫米波頻段，常見的天線形式，如單極天線、偶極子天線，尺寸小、損耗大，同時常見的饋電電路形式，如微帶線，印刷平行雙線，尺寸小、損耗大、寄生輻射強。選擇合適的輻射單元形式、合適的饋電電路，并采用一定的方式優化天線性能對毫米波波段的通信系統來說，意義重大，具有實際應用價值。

發明內容

發明目的：針對上述現有存在的問題和不足，本發明的目的是提供一種損耗小、寄生輻射極低的毫米波基片集成波導濾波天線。

技術方案：為實現上述發明目的，本發明采用的技術方案為：一種毫米波基片集成波導濾波天線，包括設有基片集成波導的介質基片，所述介質基片的端口處設有微帶饋電點，微帶饋電點和基片集成波導之間設有微帶漸變線；所述基片集成波導靠近微帶饋電點的部分是濾波器，基片集成波導靠近終端的部分上設有縫隙輻射陣列；基片集成波導終端短路。濾波器和縫隙輻射陣列可以分開設計再進行合成，根據帶寬要求設計濾波器的類型和和階數，根據增益和輻射方向性要求設計縫隙輻射陣列的數目和形式。

為了優化濾波器和設有輻射縫隙陣列的基片集成波導的性能，所述濾波器和設有輻射縫隙陣列的基片集成波導寬度不同，這會引入一個不連續面，應兼顧盡量減弱不連續面引入的反射。

所述濾波器可以是三階感性窗口濾波器，縫隙輻射陣列可以是沿所述基片集成波導的單面縱向設置的一個輻射縫隙。

所述濾波器可以是三階感性窗口濾波器，縫隙輻射陣列可以是沿所述基片集成波導的單面縱向依次設置的兩個輻射縫隙。

所述短路的結構可為設在基片集成波導終端的一排金屬化通孔。

有益效果：本發明將濾波器和縫隙輻射陣列集成在一個基片集成波導上，可以很好的抑制帶外雜散信號。本發明中的濾波器和縫隙輻射陣列設計靈活，可以將基片集成濾波器和基片集成波導縫隙輻射陣列分開設計再進行合成，根據帶寬要求設計濾波器的類型和和階數，根據增益和輻射方向性要求設計縫隙輻射陣列的數目和形式。本發明毫米波基片集成波導濾波天線既可以作為獨立的天線使用，也可組成多輸入多輸出(MIMO)天線系統。本發明結構簡單，制作可以全部使用成熟的標準工業工藝，成本低，容易批量生產；基于基片集成波導的封閉結構，因而輻射小、隔離和抗干擾能力強、容易與其它平面微波射頻電路集成。

附圖說明

圖1為實施例1的結構圖；

圖2為實施例1的天線和沒有集成濾波器的同尺寸縫隙輻射陣列天線輸入端反射系數測試結果；

圖3為實施例1的天線在37.5GHz的E面和H面輻射方向圖測試結果；

圖4為實施例2的結構圖；

圖5為實施例2的天線和沒有集成濾波器的同尺寸縫隙輻射陣列天線輸入端反射系數測試結果；

圖6為實施例2的天線在37.5GHz的E面和H面輻射方向圖測試結果。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明，應理解這些實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍，在閱讀了本發明之后，本領域技術人員對本發明的各種等價形式的修改均落于本申請所附權利要求所限定的范圍。

如圖1所示，基片集成濾波器4是三階感性窗口濾波器，基片集成波導縫隙輻射陣列5是沿所述基片集成波導的單面縱向設置的一個輻射縫隙；微帶饋電點2和基片集成波導之間通過微帶漸變線3連接，基片集成波導電路的第一部分是三階感性窗口濾波器4，第二部分是縫隙輻射陣列5，基片集成波導終端短路；本實施例的天線工作在37-38GHz頻段。整個天饋線采用平面電路工藝制作在介質基片1上。介質基片1采用厚度為0.254mm的介電常數為2.2的Rogers(羅杰斯)5008作為介質板。在圖1中，ms_W＝0.78mm；taper_W＝1.3mm；taper_L＝1.2mm；SIW_W1＝5mm；FL0＝3.25mm；FL1＝2.95mm；FL2＝3.25mm；FW1＝2.45mm；FW2＝1.65mm；SIW_W2＝4mm；D1＝2.5mm；D2＝0.6mm；slot_W＝0.18mm；slot_L＝3.5mm；x＝0.15mm。

圖2為實施例1中集成濾波器的單縫隙天線輸入端反射系數測試結果和沒有集成濾波器的同尺寸縫隙輻射單元天線輸入端反射系數測試結果。可以看到兩個天線輸入端反射系數小于-10dB的工作帶寬基本相同，同時集成濾波器后的濾波天線可以很好的抑制帶外無用信號干擾。