本发明专利技术公开了一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，包括从上往下依次层叠的金属盖板、金属波导、第一金属层、介质基板层和第二金属层。其中，金属盖板上设有辐射缝隙，辐射缝隙之间设有馈电脊。金属波导内设有弯折形波导谐振腔，弯折形波导谐振腔中间设有波导脊，底部有金属波导耦合缝隙。第一金属层设有基片集成波导耦合缝隙，可以与金属波导耦合缝隙相贴合。第二金属层上设有基片集成波导谐振腔和微带线馈电线。本发明专利技术基于脊波导谐振腔实现了毫米波滤波天线，采用了金属结构和印刷电路板协同设计，提高了天线热传导效率。本发明专利技术在工作频带上实现了四阶滤波响应，抑制了天线带外能量泄露，提高了天线的频率选择性。提高了天线的频率选择性。提高了天线的频率选择性。
【技术实现步骤摘要】
一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线
[0001]本专利技术涉及微波毫米波天线领域，特别是涉及一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线。
技术介绍
[0002]随着第五代移动通信(5G)技术及毫米波通信技术的不断发展，要求毫米波通信系统向小型化和高性能发展。为降低收发系统对滤波器的指标要求，滤波功能可以集成在毫米波天线中来有效降低带外噪声，从而提升信噪比，实现小型化的高性能毫米波系统。同时，由于有限的毫米波器件效率，毫米波系统为保证长时间的有效工作，必须保证合理的散热设计。金属结构的天线具有高热传导效率、高天线效率和低批量生产成本的优点，对毫米波通信技术具有重要意义。
[0003]针对毫米波滤波天线技术，相关专家学者已经开展了广泛的研究，并取得一系列的学术成果和技术成果。然而，就已公开的毫米波天线而言，目前大部分毫米波滤波天线设计采用多层印刷电路板工艺，对于5G毫米波通信应用，仍然有改进的空间，实现小型化的集成金属结构的滤波天线仍是一个问题。
技术实现思路
[0004]技术问题：本专利技术的目的是提供一种能够抑制带外辐射的基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，提高了天线的效率、频率选择性和热传导效率。
[0005]技术方案：为达到此目的，本专利技术的一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线采用以下技术方案，
[0006]该毫米波滤波天线包括从上往下依次层叠的金属盖板、金属波导、第一金属层、介质基板层和第二金属层，金属化过孔贯穿第一金属层、介质基板层和第二金属层；其中，金属盖板上设有辐射缝隙，辐射缝隙之间设有馈电脊；金属波导内设有弯折形波导谐振腔，弯折形波导谐振腔底部有金属波导耦合缝隙，金属波导耦合缝隙两侧各设有2个波导脊；第一金属层设有基片集成波导耦合缝隙与金属波导耦合缝隙相贴合；第二金属层上设有基片集成波导谐振腔和微带线馈电线。
[0007]所述辐射缝隙有两条设置在一条直线上，构成1
×
2的2元辐射阵列；在两条辐射缝隙之间设有馈电脊，用于调节基片集成波导谐振腔到弯折形波导谐振腔中两个谐振模式的耦合强度。
[0008]所述的金属波导内设有弯折形波导谐振腔，弯折形波导谐振腔内的两边设有波导脊，以便于调节弯折形波导谐振腔的双模谐振频率。
[0009]所述弯折形波导谐振腔底部设有金属波导耦合缝隙，与第一金属层设有的基片集成波导耦合缝隙相贴合，用于实现基片集成波导谐振腔和弯折形波导谐振腔的耦合。
[0010]第二金属层上设有基片集成波导谐振腔和微带线馈电线，微带线馈电线的内端接基片集成波导谐振腔，基片集成波导谐振腔通过微带线馈电线激励，基片集成波导谐振腔
由贯穿第一金属层、介质基板层和第二金属层的金属化过孔包围。
[0011]所述基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线由M
×
N个毫米波宽带滤波天线构成滤波天线阵列，M、N为自然数；所述滤波天线阵列分别与多通道发射/接收射频前端相连，用于毫米波基站。
[0012]有益效果：本专利技术公开了一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，可以能够实现四阶毫米波滤波天线，相对于现有技术采用了金属结构和印刷电路板协同设计，提高了天线的效率、频率选择性和热传导效率。
附图说明
[0013]图1为本专利技术具体实施方式中天线的侧视图；
[0014]图2为本专利技术具体实施方式中天线的分层结构示意图；
[0015]图3为本专利技术具体实施方式中天线的金属盖板的结构示意图；
[0016]图4a为本专利技术具体实施方式中天线的金属波导的立体结构示意图；图4b为本专利技术具体实施方式中天线的金属波导的俯视结构示意图；
[0017]图5为本专利技术具体实施方式中天线的第一金属层的结构示意图；
[0018]图6为本专利技术具体实施方式中天线的第二金属层的结构示意图；
[0019]图7为本专利技术具体实施方式中天线的S参数和法向增益仿真结果图；
[0020]图8为本专利技术具体实施方式中天线的XOZ面的仿真方向图(26GHz)；
[0021]图9为本专利技术具体实施方式中天线的YOZ面的仿真方向图(26GHz)；
[0022]图10为本专利技术具体实施方式中1
×
8阵列天线的结构示意图；
[0023]图11为本专利技术具体实施方式中1
×
8阵列天线的XOZ面的波束扫描方向图；
[0024]图12为本专利技术具体实施方式中1
×
8阵列天线的波束扫描增益曲线仿真结果图。
[0025]图中有：金属盖板1、金属波导2、第一金属层3、介质基板层4、第二金属层5、金属化过孔6、辐射缝隙7、馈电脊8、弯折形波导谐振腔9、金属波导耦合缝隙10、波导脊11、基片集成波导耦合缝隙12、基片集成波导谐振腔13、微带线馈电线14。
具体实施方式
[0026]下面结合具体实施方式和附图对本专利技术的技术方案作进一步的介绍。
[0027]本具体实施方式公开了一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，如图1和图2所示，包括从上往下依次层叠的金属盖板1、金属波导2、第一金属层3、介质基板层4和第二金属层5。金属化过孔6贯穿第一金属层、介质基板层和第二金属层。介质基板层可采用厚度为0.254mm的介质基片。
[0028]如图3所示，金属盖板1上蚀刻有2个辐射缝隙7，辐射缝隙7在金属盖板1上邻近放置，设置在一条直线上，构成1
×
2的2元辐射阵列。金属盖板1可采用0.5mm的铝板。在辐射缝隙7之间设有馈电脊8，用于调节基片集成波导谐振腔13到弯折形波导谐振腔9中两个谐振模式的耦合强度。
[0029]如图4所示，金属波导2内有一个弯折形波导谐振腔9，弯折形波导谐振腔9的底部正中设有金属波导耦合缝隙10。金属波导耦合缝隙10两侧各设有2个波导脊11用于调节弯折形波导谐振腔9的双模谐振频率。
[0030]如图5所示，第一金属层3上设有基片集成波导耦合缝隙12，其大小与波导腔正中底部设有的金属波导耦合缝隙10相同，两者可以相贴合，用于将基片集成波导谐振腔13中的能量耦合到弯折形波导谐振腔9内。
[0031]如图6所示，第二金属层5上设有基片集成波导谐振腔13和微带线馈电线14。基片集成波导谐振腔13通过微带线馈电线14激励，基片集成波导谐振腔13由贯穿第一金属层、介质基板层和第二金属层的金属化过孔6包围。
[0032]本专利技术的工作原理如下：毫米波信号通过微带线馈电线14激励基片集成波导谐振腔13。基片集成波导谐振腔13中的能量通过相贴合的基片集成波导耦合缝隙12和金属波导耦合缝隙10耦合到弯折形波导谐振腔9中，激励起弯折形波导谐振腔9中的两个谐振模式。馈电脊8用于基片集成波导谐振腔13到弯折形波导谐振腔9中两个谐振模式的耦合强度。通过微调波导脊11的形状，可以使弯折形波导谐振腔9在工作频带内双模谐振。弯折形波导谐振腔9中的能量耦合到金属盖板1上的2个辐射缝隙7，构成1
×
2的2元天线阵列，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，其特征在于：该毫米波滤波天线包括从上往下依次层叠的金属盖板(1)、金属波导(2)、第一金属层(3)、介质基板层(4)和第二金属层(5)，金属化过孔(6)贯穿第一金属层(3)、介质基板层(4)和第二金属层(5)；其中，金属盖板(1)上设有辐射缝隙(7)，辐射缝隙之间设有馈电脊(8)；金属波导(2)内设有弯折形波导谐振腔(9)，弯折形波导谐振腔(9)底部有金属波导耦合缝隙(10)，金属波导耦合缝隙(10)两侧各设有2个波导脊(11)；第一金属层(3)设有基片集成波导耦合缝隙(12)与金属波导耦合缝隙(10)相贴合；第二金属层(5)上设有基片集成波导谐振腔(13)和微带线馈电线(14)。2.根据权利要求1所述的一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，其特征在于：所述辐射缝隙(7)有两条设置在一条直线上，构成1
×
2的2元辐射阵列；在两条辐射缝隙(7)之间设有馈电脊(8)，用于调节基片集成波导谐振腔(13)到弯折形波导谐振腔(9)中两个谐振模式的耦合强度。3.根据权利要求1所述的一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线，其特征在于：所述的金属波导(2)内设有弯...
【专利技术属性】
技术研发人员：陆容，于志强，周健义，洪伟，
申请(专利权)人：南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。