一种基片集成波导滤波天线制造技术

本发明专利技术涉及一种基片集成波导滤波天线，属于滤波天线技术领域，该天线包含上、下层介质基板，金属通孔，金属耦合探针，互补裂口谐振环，激励源和接地板；上、下层介质基板的表面为矩形，上、下层介质基板上下紧密贴合，上层介质基板的上表面设置有接地板，下层介质基板的上下表面均设置有接地板；金属通孔用来在上、下层介质基板上构成上、下谐振腔体的金属壁；互补裂口谐振环蚀刻在上层介质基板上表面的接地板上；金属耦合探针用以连接下层介质基板下表面的金属接地板和上层介质基板上表面的金属接地板；激励源包含依次连接的50欧姆微带线，共面波导和矩形槽。本发明专利技术滤波天线匹配良好，并且具有良好的带外抑制以及平坦的通带增益。

【技术实现步骤摘要】
一种基片集成波导滤波天线
本专利技术属于滤波天线
，涉及一种基片集成波导滤波天线。
技术介绍
近年来，随着通信设备小型化、紧凑化的发展，要求射频前端器件具备多功能化。天线与滤波器作为射频前端重要组成部分，其集成化、一体化设计受到了广泛的关注。具有带外抑制功能的滤波天线设计成为了当前的研究热点。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种具有良好的带外抑制功能以及平坦的通带增益的一种基片集成波导滤波天线，同时实现天线剖面高度低，尺寸紧凑，易于与其他平面电路集成的目的。为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基片集成波导滤波天线，该天线包含上、下层介质基板，金属通孔，金属耦合探针，互补裂口谐振环，激励源和接地板；所述上、下层介质基板的表面为矩形，所述上、下层介质基板上下紧密贴合，上层介质基板的上表面设置有接地板，下层介质基板的上下表面均设置有接地板；所述金属通孔用来在所述上、下层介质基板上构成上、下谐振腔体的金属壁，上、下层介质基板的金属通孔位置不对称，构成上谐振腔体的金属通孔贯穿所述上层介质基板及其接地板，并呈直线分布在所述上层介质基板的四周，上层介质基板及其接地板，上层介质基板的金属通孔，下层介质基板上表面的接地板构成所述上谐振腔体；构成下谐振腔体的金属通孔贯穿所述下层介质基板及其上、下表面的接地板，并呈直线分布在所述下层介质基板的四周，下层介质基板及其上、下表面的接地板，下层介质基板的金属通孔构成所述下谐振腔体；所述互补裂口谐振环蚀刻在上层介质基板上表面的接地板上，所述互补裂口谐振环不闭合，所述互补裂口谐振环设置在靠近上层介质基板的金属通孔周围；所述金属耦合探针由下层介质基板下表面的接地板贯穿到上层介质基板上表面的接地板，金属耦合探针位置靠近互补裂口谐振环裂口处，用以连接下层介质基板下表面的金属接地板和上层介质基板上表面的金属接地板；所述激励源包含依次连接的50欧姆微带线，共面波导和矩形槽，所述50欧姆微带线，共面波导和矩形槽由外向内设置在所述下层介质基板下表面的接地板上。进一步，所述上、下层介质基板为边长68mm的正方形，大小相同，厚度为1.575mm，三层所述接地板的完全覆盖所述上、下层介质基板的表面。进一步，所述上层介质基板的金属通孔的半径为0.5mm，金属通孔中心间间距为1.7mm，所述下层介质基板的金属通孔的半径为0.5mm，金属通孔中心间间距为1.8mm。进一步，所述互补裂口谐振环的宽边缝隙长度为42.6mm，宽边缝隙宽度为0.8mm，窄边缝隙长度为33.6mm，窄边缝隙宽度为1.5mm，互补裂口谐振环的裂口位置关于窄边中心对称，裂口长度为3mm。进一步，所述金属耦合探针半径为0.3mm，金属耦合探针距离互补裂口谐振环最近的宽边缝隙为12.1mm，窄边缝隙为1.7mm。进一步，所述矩形槽关于共面波导馈线的中轴线镜像对称，所述50欧姆微带线长度为10.5mm，宽度为3mm，共面波导长度为15.7mm，宽度为3mm，共面波导的缝隙宽度为0.5mm，矩形槽长度为4.5mm，宽度为1.3mm。本专利技术的有益效果在于：1、通过在竖直放置的两块介质基板上分别构建谐振腔体，两个谐振之间通过金属耦合探针实现电磁能量的耦合，从而引入滤波的功能，为了形成有效的电磁能量辐射，采用在上层介质基板的上金属表面蚀刻互补裂口谐振环。2、滤波天线匹配良好，并且具有良好的带外抑制以及平坦的通带增益，峰值增益达到6.7dBi，-10dB阻抗带宽超过6％，使滤波天线可以应用于复杂电磁信号环境中。3、滤波天线具有紧凑的结构，剖面高度仅为0.03λ0，易于加工集成。附图说明为了使本专利技术的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本专利技术提供如下附图进行说明：图1为本专利技术滤波天线的整体结构三维视图；图2为本专利技术滤波天线上层金属接地板的俯视图；图3为本专利技术滤波天线中层金属接地板的俯视图；图4为本专利技术滤波天线下层金属接地板的俯视图；图5为本专利技术滤波天线的S参数和可实现增益曲线图；图6为本专利技术滤波天线中心频点的E平面、H平面辐射场方向图。具体实施方式下面将结合附图，对本专利技术的优选实施例进行详细的描述。一种基片集成波导滤波天线，包括两块介质基板1、2、金属通孔6、金属耦合探针8、互补裂口谐振环7、激励源、接地板等结构；两块介质基板竖直紧密贴合，下层介质基板2的上下表面均设置有金属材质的接地板4、5，而上层介质基板1仅有上表面设置有金属材质的接地板3；金属通孔6用来分别在上下基板上构成谐振腔体的金属壁，下腔体由下层介质基板2、下层介质基板2上下表面的接地板4、5、四周的金属通孔6组成，上腔体由上层介质基板1、上层介质基板1上表面接地板3、下层介质基板2的上表面接地板4、四周的金属通孔6组成；金属耦合探针8用以连接下层介质基板下表面的接地板和上层介质基板1上表面的接地板3；互补裂口谐振环7蚀刻在上层介质基板的上表面金属接地板上；激励源由50欧姆微带线9、共面波导馈线以10及蚀刻在下层介质基板下表面接地板上关于共面波导馈线中心对称的两个矩形槽11组成。两块介质基板竖直紧密贴合，下层介质基板的上下表面均设置接地板，下表面接地板尺寸为68mm×58mm，上表面接地板尺寸为68mm×68mm，相应介质基板的尺寸为68mm×68mm，厚度为1.575mm，上层介质基板的上表面设置接地板，上表面接地板尺寸为68mm×68mm，相应介质基板的尺寸为68mm×68mm，厚度为1.575mm。金属通孔组成的上下两谐振腔体，上谐振腔体由上层介质基板、上层介质基板上表面接地板、下层介质基板的上表面接地板、上层介质基板内的金属通孔组成，金属通孔半径为0.5mm，金属通孔中心间距为1.7mm，下谐振腔体由下层介质基板、下层介质基板上下表面接地板、下层介质基板内的金属通孔组成，金属通孔半径为0.5mm，金属通孔中心间距为1.8mm。互补裂口谐振环蚀刻在上层介质基板上表面接地板上，宽边缝隙长度为42.6mm，缝隙宽度为0.8mm，窄边缝隙长度为33.6mm，缝隙宽度为1.5mm，裂口位置处于窄边，关于窄边中心对称，裂口长度为3mm。金属耦合探针由下层介质基板下表面接地板贯穿到上层介质基板上表面接地板，金属耦合探针位置靠近互补裂口谐振环裂口处，金属耦合探针半径为0.3mm，金属耦合探针距离互补裂口谐振环最近的宽边缝隙为12.1mm，窄边缝隙为1.7mm。激励源由50欧姆微带线、共面波导馈线以及蚀刻在下层介质基板下表面接地板上关于共面波导馈线中心对称的两个矩形槽组成，相应的50欧姆微带线长度为10.5mm，宽度为3mm，共面波导长度为15.7mm,宽度为3mm，缝隙宽度为0.5mm,矩形槽长度为4.5mm,宽度为1.3mm。具体实施例图1为本专利技术的滤波天线的整体结构三维视图，如图所示：本专利技术滤波天线，包括上层介质基板1、下层介质基板2、上层金属接地板3、中层金属接地板4、下层金属接地板5、金属通孔6、互补裂口谐振环7、金属耦合探针8、50欧姆微带线9、共面波导10、矩形槽11。上层介质基板1的厚度为1.575mm，基板上表面紧贴上层金属接地板3，基板下表面紧贴中层金属接地板4，互补裂口谐振环蚀刻在上层金属接地板3上，上谐振腔体由上层介质基板1、上层金属接地板3、中层本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基片集成波导滤波天线，其特征在于：该天线包含上、下层介质基板，金属通孔，金属耦合探针，互补裂口谐振环，激励源和接地板；所述上、下层介质基板的表面为矩形，所述上、下层介质基板上下紧密贴合，上层介质基板的上表面设置有接地板，下层介质基板的上下表面均设置有接地板；所述金属通孔用来在所述上、下层介质基板上构成上、下谐振腔体的金属壁，上、下层介质基板的金属通孔位置不对称，构成上谐振腔体的金属通孔贯穿所述上层介质基板及其接地板，并呈直线分布在所述上层介质基板的四周，上层介质基板及其接地板，上层介质基板的金属通孔，下层介质基板上表面的接地板构成所述上谐振腔体；构成下谐振腔体的金属通孔贯穿所述下层介质基板及其上、下表面的接地板，并呈直线分布在所述下层介质基板的四周，下层介质基板及其上、下表面的接地板，下层介质基板的金属通孔构成所述下谐振腔体；所述互补裂口谐振环蚀刻在上层介质基板上表面的接地板上，所述互补裂口谐振环不闭合，所述互补裂口谐振环设置在靠近上层介质基板的金属通孔周围；所述金属耦合探针由下层介质基板下表面的接地板贯穿到上层介质基板上表面的接地板，金属耦合探针位置靠近互补裂口谐振环裂口处，用以连接下层介质基板下表面的金属接地板和上层介质基板上表面的金属接地板；所述激励源包含依次连接的50欧姆微带线，共面波导和矩形槽，所述50欧姆微带线，共面波导和矩形槽由外向内设置在所述下层介质基板下表面的接地板上。...

【技术特征摘要】
1.一种基片集成波导滤波天线，其特征在于：该天线包含上、下层介质基板，金属通孔，金属耦合探针，互补裂口谐振环，激励源和接地板；所述上、下层介质基板的表面为矩形，所述上、下层介质基板上下紧密贴合，上层介质基板的上表面设置有接地板，下层介质基板的上下表面均设置有接地板；所述金属通孔用来在所述上、下层介质基板上构成上、下谐振腔体的金属壁，上、下层介质基板的金属通孔位置不对称，构成上谐振腔体的金属通孔贯穿所述上层介质基板及其接地板，并呈直线分布在所述上层介质基板的四周，上层介质基板及其接地板，上层介质基板的金属通孔，下层介质基板上表面的接地板构成所述上谐振腔体；构成下谐振腔体的金属通孔贯穿所述下层介质基板及其上、下表面的接地板，并呈直线分布在所述下层介质基板的四周，下层介质基板及其上、下表面的接地板，下层介质基板的金属通孔构成所述下谐振腔体；所述互补裂口谐振环蚀刻在上层介质基板上表面的接地板上，所述互补裂口谐振环不闭合，所述互补裂口谐振环设置在靠近上层介质基板的金属通孔周围；所述金属耦合探针由下层介质基板下表面的接地板贯穿到上层介质基板上表面的接地板，金属耦合探针位置靠近互补裂口谐振环裂口处，用以连接下层介质基板下表面的金属接地板和上层介质基板上表面的金属接地板；所述激励源包含依次连接的50欧姆微带线，共面波导和矩形槽，所述50欧姆微带线，共面波导和矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐明春，胡坤志，李梅，陈晓明，李道通，理查德·齐奥尔科夫斯基，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50