一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线制造技术

本发明专利技术提供了一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，包括上表面金属基片、下表面金属基片、微带线和介质板，所述上表面金属基片包括缺陷结构和CFSIR滤波结构；所述下表面金属基片包括环形折叠多段阻抗网络；所述微带线为共面波导形式馈电的梯形微带线；所述介质板内有SIW结构；所述上表面金属基片包括连接口，所述上表面金属基片通过所述连接口与所述微带线连接；通过在所述上表面金属基片的边缘设置金属通孔，将所述上表面金属基片和所述下表面金属基片与所述介质板连接形成SIW谐振腔；CFSIR滤波结构和环形折叠多段阻抗网络设计大大减小了射频前端的尺寸，实现无源微波器件的多功能及小型化。多功能及小型化。多功能及小型化。

【技术实现步骤摘要】
一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线


[0001]本专利技术涉及滤波天线
，具体而言，涉及一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线。

技术介绍

[0002]随着通信技术的快速发展，通信系统对射频前端器件的小型化、集成化、多功能化的要求越来越高。传统射频前端的天线和滤波器通常被单独设计，通过匹配网络连接，不仅增加了射频前端尺寸，还引入额外损耗，降低了系统的性能，因此，现有滤波天线体积较大，且性能较差。
[0003]有鉴于此，本说明书提出了一种加载CFSIR(互补型折叠阶梯阻抗谐振器,complementary folded stepped
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impedance resonator,CFSIR)电磁结构的波导腔滤波天线，将天线和滤波器融合到一个通信器件中，使得既能实现单个无源器件同时具备滤波特性和电磁辐射特性，又能消除天线和滤波器间的连接匹配网络，大大减小了射频前端的尺寸，实现无源微波器件的小型化。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，包括上表面金属基片、下表面金属基片、微带线和介质板，所述上表面金属基片包括缺陷结构和CFSIR滤波结构；所述下表面金属基片包括环形折叠多段阻抗网络；所述微带线为共面波导形式馈电的梯形微带线；所述介质板内有SIW结构；所述上表面金属基片包括连接口，所述上表面金属基片通过所述连接口与所述微带线连接；通过在所述上表面金属基片的边缘设置金属通孔，将所述上表面金属基片和所述下表面金属基片与所述介质板连接形成SIW谐振腔。
[0005]进一步的，所述下表面金属基片上且在SIW结构内设置有环形折叠多段阻抗网络；所述环形折叠多段阻抗网络包括10x10的环形折叠多段阻抗单元。
[0006]进一步的，所述环形折叠多段阻抗单元包括多边形框架结构和连接相邻环形折叠多段阻抗单元的连接结构；所述多边形框架结构的基础结构为正方形框架，所述正方形框架的边与所述介质板的边成45度角，在所述正方形框架的四个边上，沿边的中心垂直向外延伸出长方形子框架；在所述正方形框架的四个角上设置所述连接结构，所述连接结构为与所述介质板成90度或0度角的连接线。
[0007]进一步的，所述缺陷结构包括第一缺陷结构、第二缺陷结构和第三缺陷结构，所述第一缺陷结构、所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构设置在所述金属通孔形成的区域内；所述第一缺陷结构为长方形，沿所述上表面金属基片的第三边缘设置，所述第三边缘与所述连接口所在的第一边缘平行，所述第一缺陷结构的长边与所述第三边缘平行；所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构为长方形，以所述连接口为中心，沿所述第一边缘对称设置，所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构的长边与所述第一边缘平行，所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构相对的边之间形成的距离大于所述连接口的长度。
[0008]进一步的，所述第一缺陷结构的边长分别为30mm和9mm，所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构的边长分别为10mm和1mm。
[0009]进一步的，所述上表面金属基片为边长为32mm的正方形金属基片。
[0010]进一步的，所述介质板采用taconic TLX
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6系列，厚度为1.575mm，介质板的介电常数为2.65，损耗正切角为0.0022。
[0011]进一步的，所述CFSIR电磁结构沿所述连接口的中垂线对称设置。
[0012]进一步的，所述下表面金属基片和所述介质板为长方形，所述介质板和所述下表面金属基片的长边的长度为所述上表面金属基片的边长和所述微带线长度的和，所述介质板和所述下表面金属基片的短边为所述上表面金属基片的边长；将所述上表面金属基片和所述微带线形成的整体重叠放置在所述介质板上，并在除所述连接口所在的边缘设置金属通孔；通过贯穿所述介质板的所述金属通孔，连接所述上表面金属基片和所述下表面金属基片，所述SIW结构为所述金属通孔在所述介质板上形成的区域。
[0013]进一步的，所述连接口沿所述上表面金属基片的边的中垂线对称设置，所述连接口包括连接所述微带线的连接部分和缺口，所述缺口设置在所述连接部分两侧。
[0014]本专利技术实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
[0015]本说明书中的一些实施例，通过融合天线和滤波器，设计出具有良好辐射特性和滤波特性的滤波天线，实现射频前端小型化，多功能，高效率等优点。
[0016]本说明书中的一些实施例，通过在天线内设置环形折叠多段阻抗网络，使得馈入端口的电磁波产生慢波效应，有效提升SIW谐振腔的等效磁导率和介电常数乘积，从而降低谐振腔的谐振频率，进一步实现谐振腔尺寸小型化。
附图说明
[0017]图1为本专利技术一些实施例提供的一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线的示例性结构图；
[0018]图2为本专利技术一些实施例提供的上表面金属基片的示例性结构图；
[0019]图3为本专利技术一些实施例提供的下表面金属基片的示例性结构图；
[0020]图4为本专利技术一些实施例提供的加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线与未加载慢波结构的天线的回波损耗对比图；
[0021]图5为本专利技术一些实施例提供的加载CFSIR电磁结构的慢波基片集成波导滤波天线的最大增益图；
[0022]图标：1
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上表面金属基片，2
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介质板，3
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第一缺陷结构，4
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CFSIR滤波结构，5
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第二缺陷结构，6
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第三缺陷结构，7
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金属通孔，8
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微带线，9
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环形折叠多段阻抗网络，10
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环形折叠多段阻抗单元，11
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下表面金属基片。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0024]图1为本专利技术一些实施例提供的一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线的示例性结构图。如图1所示，加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线包括上表面金属基片1、微带线8、介质板2和下表面金属基片11。
[0025]介质板2为组合介质板，以组合介质板为主体，介质板的上下表面都覆盖有金属基片。其上表面的金属层(上表面金属基片)和下表面的金属地(下表面金属基片)通过金属化通孔进行连接，形成SIW谐振腔腔体的侧壁。SIW谐振腔腔体一侧通过连接微带线8形成共面波导形式馈电。在天线上表面金属基片1开槽处理，引入该天线第一个谐振点，以激励出谐振腔天线TE102模，表现出良好的辐射特性。
[0026]加载CFSIR电磁结构的慢波基片集成波导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，包括上表面金属基片、下表面金属基片、微带线和介质板，其特征在于，所述上表面金属基片包括缺陷结构和CFSIR滤波结构；所述下表面金属基片包括环形折叠多段阻抗网络；所述微带线为共面波导形式馈电的梯形微带线；所述介质板内有SIW结构；所述上表面金属基片包括连接口，所述上表面金属基片通过所述连接口与所述微带线连接；通过在所述上表面金属基片的边缘设置金属通孔，将所述上表面金属基片和所述下表面金属基片与所述介质板连接形成SIW谐振腔。2.根据权利要求1所述的加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，其特征在于，所述下表面金属基片内设置有环形折叠多段阻抗网络；所述环形折叠多段阻抗网络包括10x10的环形折叠多段阻抗单元。3.根据权利要求2所述的加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，其特征在于，所述环形折叠多段阻抗单元包括多边形框架结构和连接相邻环形折叠多段阻抗单元的连接结构；所述多边形框架结构的基础结构为正方形框架，所述正方形框架的边与所述介质板的边成45度角，在所述正方形框架的四个边上，沿边的中心垂直向外延伸出长方形子框架；在所述正方形框架的四个角上设置所述连接结构，所述连接结构为与所述介质板成90度或0度角的连接线。4.根据权利要求1所述的加载CFSIR电磁结构的波导腔滤波天线，其特征在于，所述缺陷结构包括第一缺陷结构、第二缺陷结构和第三缺陷结构，所述第一缺陷结构、所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构设置在所述金属通孔形成的区域内；所述第一缺陷结构为长方形，沿所述上表面金属基片的第三边缘设置，所述第三边缘与所述连接口所在的第一边缘平行，所述第一缺陷结构的长边与所述第三边缘平行；所述第二缺陷结构和所述第三缺陷结构为长方形，以所述连接口为中心，沿所述第一边缘对称设置，所述第二缺陷...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴志斌，黄永茂，周婷，符明敏，肖飞，
申请(专利权)人：西华大学，
类型：发明
国别省市：