基于SIW的滤波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于SIW的滤波天线，包括自上而下依次叠层设置的第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层；所述第一介质层上设有第一馈电单元以及辐射单元，所述第二介质层上设有滤波单元，所述第一金属层上设有用于所述第一馈电单元与所述滤波单元，所述滤波单元与所述辐射单元两两耦合的第一耦合孔。本发明专利技术采用基于SIW技术设置的双介质层与双金属层的集成结构，其结构简单，加工容易，通过异面过度与耦合馈电的方式解决了传统滤波器与天线尺寸大、设计复杂的问题。从而实现高度集成，一定程度上减小了模型尺寸。一定程度上减小了模型尺寸。一定程度上减小了模型尺寸。

【技术实现步骤摘要】
基于SIW的滤波天线


[0001]本专利技术属于微波通信领域，尤其涉及一种基于SIW的滤波天线。

技术介绍

[0002]在传统的无线通讯系统中，天线和滤波器是相互独立设计并优化的，然后通过标准阻抗的连接线将两者直接级联。这种传统方法的缺点在于:电路整体的尺寸偏大；天线和滤波器之间相互影响使得总体性能下降。为了克服以上两点缺陷，将二者进行联合设计成滤波天线，从而免除了级联环节，减小了整体结构的尺寸并改善了综合性能。
[0003]基片集成波导(SIW，Substrate Intergrated Waveguide)是近年发展起来的新型波导结构，其继承了传统金属波导的高Q值、低损耗和功率容量高等优点，还克服了传统金属波导成本高、加工调试复杂和体积较大的缺点。SIW技术的出现很好地满足了无线通讯元件小型化、高性能和低成本的需求。因此基于SIW结构的滤波器和天线得到了广泛研究。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了一种基于SIW的滤波天线，旨在解决现有的天线电路整体的尺寸偏大以及天线和滤波器之间相互影响使得总体性能下降的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的基于SIW的滤波天线，包括自上而下依次叠层设置的第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层；所述第一介质层上设有第一馈电单元以及辐射单元，所述第二介质层上设有滤波单元，所述第一金属层上设有用于所述第一馈电单元与所述滤波单元，所述滤波单元与所述辐射单元两两耦合的第一耦合孔。
[0006]进一步地，该滤波天线还包括叠层设于所述第二金属层下方的第三介质层，所述第三介质层设有与所述第一馈电单元相同的第二馈电单元，所述第二金属层设有与所述第一耦合孔相同的第二耦合孔，所述第一馈电单元与所述第二馈电单元形成差分式馈电并通过所述第一耦合孔与所述第二耦合孔进行耦合馈电。
[0007]进一步地，所述第二介质层内嵌入有金属圆柱阵列，所述金属圆柱阵列围成具有开口的矩形结构而形成谐振腔，所述谐振腔作为所述滤波单元。
[0008]进一步地，所述谐振腔包括通过窗口耦合级联的第一谐振腔与第二谐振腔。
[0009]进一步地，所述辐射单元包括设于所述第一介质层上表面且具有通孔的金属贴片，所述通孔与所述金属圆柱的形状、大小相同，并围成具有开口的矩形结构，以形成与所述谐振腔耦合级联的第三谐振腔。
[0010]进一步地，所述第一介质层的上表面和所述第二介质层的下表面相对应的位置处均设有阻值为50Ω的矩形微带线而分别形成所述第一馈电单元与所述第二馈电单元。
[0011]进一步地，所述矩形微带线形状从各自所在介质层的短边中心处沿着介质层的长边方向延伸。
[0012]进一步地，所述第一金属层、第二金属层、金属圆柱、金属贴片以及矩形微带线均采用铜材料制成。
[0013]进一步地，所述第一耦合孔与所述第二耦合孔形状大小均相同，其形状为矩形或三角形或圆形。
[0014]进一步地，所述第一介质层、所述第二介质层与所述第三介质层形状、大小相同，且均为相对介电常数为2.2、厚度为0.508mm的Rogers材质介质基板。
[0015]本专利技术的基于SIW的滤波天线，采用基于SIW技术设置的双介质层与双金属层的集成结构，其结构简单，加工容易，通过异面过度与耦合馈电的方式解决了传统滤波器与天线尺寸大、设计复杂的问题。从而实现高度集成，一定程度上减小了模型尺寸。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0017]图1为本专利技术的基于SIW的滤波天线一实施例的整体结构示意图；
[0018]图2为图1所示实施例的整体结构展开示意图；
[0019]图3为图2所示实施例的整体结构展开的侧视图；
[0020]图4为图1所示实施例中第一介质层的俯视平面图；
[0021]图5为图1所示实施例中第一金属层的俯视平面图；
[0022]图6为图1所示实施例中第二介质层的俯视平面图；
[0023]图7为图1所示实施例中第二金属层的俯视平面图；
[0024]图8为图1所示实施例中第三介质层的俯视平面图；
[0025]图9为图1所示实施例的单端口激励的具有三个谐振频点的仿真S参数曲线图；
[0026]图10为图1所示实施例的增益随频率变化的仿真曲线图；
[0027]图11a图1所示实施例的天线10.486GHz激励的xoz面测试方向图；
[0028]图11b图1所示实施例的天线10.486GHz激励的xoz面测试方向图；
[0029]图12a图1所示实施例的天线10.53GHz激励的xoz面测试方向图；
[0030]图12b图1所示实施例的天线10.53GHz激励的xoz面测试方向图；
[0031]图13a图1所示实施例的天线10.575GHz激励的xoz面测试方向图；
[0032]图13b图1所示实施例的天线10.575GHz激励的yoz面测试方向图。
具体实施方式
[0033]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一单元分实施例，而不是全单元的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0034]本专利技术所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「中心」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本专利技术，而非用以限制本专利技术。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。
[0035]参阅图1至图3，其展示了本专利技术的基于SIW的滤波天线一实施例的整体结构示意图。如图所示，本实施例的基于SIW的滤波天线包括自上而下依次叠层设置的第一介质层
10、第一金属层20、第二介质层30、第二金属层40；所述第一介质层10上设有第一馈电单元11以及辐射单元12，所述第二介质层30上设有滤波单元31，所述第一金属层20上设有用于所述第一馈电单11元与所述滤波单元31，所述滤波单元31与所述辐射单元12两两耦合的第一耦合孔21。
[0036]所述第一馈电单元11通过所述第一耦合孔21对所述滤波单元31进行耦合馈电，所述滤波单元31再进一步通过所述第一耦合孔21与所述辐射单元12耦合；基于SIW结构设计，从而实现高度集成，一定程度上减小了模型尺寸。
[0037]在本专利技术实施例中，如图2和图6所示，所述第二介质层30内嵌入有金属圆柱313阵列，所述金属圆柱313阵列围成具有开口的矩形结构而形成谐振腔，所述谐振腔作为所述滤波单元31，所述滤波单元31用于调节滤波天线的中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于SIW的滤波天线，其特征在于，包括自上而下依次叠层设置的第一介质层、第一金属层、第二介质层、第二金属层；所述第一介质层上设有第一馈电单元以及辐射单元，所述第二介质层上设有滤波单元，所述第一金属层上设有用于所述第一馈电单元与所述滤波单元，所述滤波单元与所述辐射单元两两耦合的第一耦合孔。2.根据权利要求1所述的基于SIW的滤波天线，其特征在于，还包括叠层设于所述第二金属层下方的第三介质层，所述第三介质层设有与所述第一馈电单元相同的第二馈电单元，所述第二金属层设有与所述第一耦合孔相同的第二耦合孔，所述第一馈电单元与所述第二馈电单元形成差分式馈电并通过所述第一耦合孔与所述第二耦合孔进行耦合馈电。3.根据权利要求2所述的基于SIW的滤波天线，其特征在于，所述第二介质层内嵌入有金属圆柱阵列，所述金属圆柱阵列围成具有开口的矩形结构而形成谐振腔，所述谐振腔作为所述滤波单元。4.根据权利要求3所述的基于SIW的滤波天线，其特征在于，所述谐振腔包括通过窗口耦合级联的第一谐振腔与第二谐振腔。5.根据权利要求4所述的基于SIW的滤波天线，其特征在于，所述辐射单...

【专利技术属性】
技术研发人员：顾长飞，
申请(专利权)人：深圳市飞宇信科技有限公司，
类型：发明
国别省市：