[發明專利]一種具有多個輻射零點和低交叉極化的5G濾波天線

在審

• 申請號: 202210648131.5
• 申請日: 2022-06-08
• 公開（公告）號: CN115173045A
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 王鐘葆;劉馨鴻;趙世朋;楊冰潔;譚笑;劉宏梅;傅世強;房少軍
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發明公開了一種具有多個輻射零點和低交叉極化的5G濾波天線，具體方案包括：上層方形金屬貼片、上層介質基板、中層方形金屬貼片、下層介質基板、下層方形金屬地板、饋電連接器、長金屬短路針和短金屬短路針。該濾波天線通過輻射縫隙與耦合縫隙之間的耦合產生了多個輻射零點，提高了頻率選擇性；通過引入短金屬短路針從而形成左右兩個腔體，提高了濾波天線的帶外抑制性能，并通過左側腔體內的內導體饋電探針實現了低交叉極化。此外，該濾波天線還具有結構緊湊、剖面低、重量輕、帶寬與輻射零點位置均調節靈活等優點，非常適合我國5G通信系統的應用。

技術領域

本發明涉及一種濾波天線，具體為一種具有高頻率選擇性、低交叉極化和多個輻射零點的5G濾波天線。

背景技術

濾波天線作為一種新型射頻前端設備，將用于收發電磁波信號的天線與用作頻率選擇的帶通濾波器進行集成。同時具備了濾波和輻射功能。其實現了射頻前端設備的小型化、低成本、低損耗。對第五代移動通信系統具有很大的作用，具有極高的研究價值。

基片集成波導(SIW)技術是一種在上下敷金屬板的介質基片中插入金屬短路針的技術，其具有與微帶線類似的平面結構，易于與其他平面電路集成，但由于能減少介質損耗和抑制表面波損耗，故應用到高頻領域時具有較低的成本。由于其低插入損耗和輻射損耗的優點，基片集成波導常被用于高性能濾波器和天線的研究。近些年，SIW濾波天線也被提出許多。但是目前現有的研究中缺乏同時具有高的頻率選擇性能以及良好的輻射方向性的設計，且所具備的輻射零點個數較少，很難滿足第五代移動通信系統的需求。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種具有高頻率選擇性、低交叉極化和多個輻射零點的5G濾波天線，具體方案包括：上層方形金屬貼片、上層介質基板、中層方形金屬貼片、下層介質基板、下層方形金屬地板、饋電連接器、長金屬短路針和短金屬短路針；

所述上層方形金屬貼片位于上層介質基板的上表面，所述上層方形金屬貼片上設置有輻射縫隙Ⅰ和輻射縫隙Ⅱ；

所述中層方形金屬貼片位于下層介質基板的上表面，所述中層方形金屬貼片上設置有耦合縫隙Ⅰ和耦合縫隙Ⅱ；

所述下層方形金屬地板位于下層介質基板的下表面；

所述長金屬短路針從上至下依次貫穿上層介質基板和下層介質基板、并將上層方形金屬貼片、中層方形金屬貼片和下層方形金屬地板順次連接；

所述短金屬短路針位于上層介質基板的垂直中心線上且貫穿上層介質基板從而形成左右兩個腔體；

所述饋電連接器包括內導體饋電探針和外導體，所述內導體饋電探針從上至下依次貫穿上層介質基板和下層介質基板、并與上層方形金屬貼片、中層方形金屬貼片相連接，所述外導體與下層方形金屬地板相連接。

所述上層介質基板與所述下層介質基板緊密貼合、并通過所述長金屬短路針將所述上層介質基板和所述下層介質基板固定連接。

通過調整所述輻射縫隙Ⅰ、所述輻射縫隙Ⅱ、所述耦合縫隙Ⅰ、所述耦合縫隙Ⅱ的尺寸及其與濾波天線中心的距離從而調節工作帶寬以及輻射零點的位置。

所述饋電連接器的位置可調整，通過改變饋電連接器的位置減小交叉極化波的輻射。

所述輻射縫隙Ⅰ和所述耦合縫隙Ⅰ之間的耦合產生通帶右側的兩個輻射零點并提高通帶右側的頻率選擇性；所述輻射縫隙Ⅱ和所述耦合縫隙Ⅱ之間的耦合產生通帶左側的一個輻射零點并提高通帶左側的頻率選擇性。

通過所述短金屬短路針所形成的左右兩個腔體從而提高濾波天線的帶外抑制性能。