【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线能量传输领域，涉及一种基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线。
技术介绍
1、随着通信系统的快速发展，对天线的要求也不再是单纯的信号收发器，往往要求天线具有高性能的同时还要兼备多种功能，这给天线领域提出了前所未有的挑战。
2、传统的滤波天线通常由滤波器和天线两部分组成，导致了系统复杂性和尺寸增加的问题，这往往会导致射频前端部件的体积过大，十分不利于系统的集成。多模siw谐振腔是一种在介质基板中形成的波导结构，具有多个模式的谐振频率。通过调整siw谐振腔的几何尺寸和形状，可以实现不同的滤波特性。贴片是一种常用的天线元件，具有小型化和宽频带的特点。贴片天线可以以非常薄的形式附着在siw谐振腔的金属壁上。这种结构的单层滤波天线能够将滤波和天线功能集成在一个设备中，实现紧凑的设计和方便的集成。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，解决射频前端电路小型化的问题，同时天线具有良好的性能，通过设计和优化，简化了天线的结构，便于加工制作。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，包括中层介质基板、底层金属地板、上层金属板以及金属化通孔；所述底层金属地板设置在中层介质基板的下表面，所述上层金属板设置在中层介质基板的上表面；所述金属化通孔贯穿中层介质基板、底层金属地板及上层金属板，作为腔体柱，围成一个方形siw腔体；所述上层金
4、进一步，所述矩形槽蚀刻在方形siw腔体中，将siw腔体分为左侧谐振器和右侧谐振器。
5、进一步，所述矩形贴片嵌入到矩形槽中，利用谐振器与天线负载的交叉耦合产生传输零点。
6、进一步，还包括蚀刻在矩形槽内部的u型槽。
7、进一步，所述中层介质基板相对介电常数为2.55，损耗正切角为0.0014；所述底层金属地板、上层金属板均为厚度0.017mm的铜金属，底部金属平面为gnd平面。
8、进一步，还包括馈电孔，所述馈电孔位于siw腔体的垂直中心处。
9、进一步，所述u型槽长15.1mm,宽3mm，长边槽缝隙宽度0.1mm，短边槽缝隙宽度0.2mm。
10、进一步，所述矩形槽长为28.8mm，宽为25.5mm，距离腔体柱边的距离分别为7.25mm和18.6mmm。
11、进一步，所述矩形贴片长为25.7mm，宽为24mm,贴片靠近矩形槽上下边缘距离为0.75mm，靠近矩形槽两侧距离为1.55mm。
12、进一步，所述馈电位置与金属化通孔边缘的最短距离为4.95mm。
13、本专利技术的有益效果在于：
14、(1)使用siw技术实现基本的一个谐振模式，然后调整馈电位置激发谐振模式，并在siw腔体中蚀刻矩形槽，矩形槽将siw分为左侧谐振器和右侧谐振器。两个谐振器都将能量耦合到天线负载，通过左谐振器和缝隙天线负载之间的交叉耦合产生传输零点，然后在矩形槽中嵌入矩形贴片，引入贴片的谐振模式，拓展了阻抗带宽，同时在贴片表面蚀刻u型槽，又引入了一个谐振点和一个辐射零点，增加了天线的阻抗带宽并增强了天线的滤波性能。
15、(2)此天线工作的中心频率为3.44ghz，阻抗带宽为5.2％(3.35-3.53ghz)，可实现增益6dbi。
16、(3)在实现高性能的同时，还保证了天线的滤波响应，通带两侧都引入传输零点。该天线具有性能优异，体积较小，功能多，结构简单等特性，具有一定的工程使用价值。
17、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：包括中层介质基板、底层金属地板、上层金属板以及金属化通孔；所述底层金属地板设置在中层介质基板的下表面，所述上层金属板设置在中层介质基板的上表面；所述金属化通孔贯穿中层介质基板、底层金属地板及上层金属板，作为腔体柱，围成一个方形SIW腔体；所述上层金属板蚀刻有用于嵌入矩形贴片的矩形槽；所述矩形贴片设置在中层介质基板的上表面，并嵌入到上层金属板的矩形槽中。
2.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形槽蚀刻在方形SIW腔体中，将SIW腔体分为左侧谐振器和右侧谐振器。
3.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形贴片嵌入到矩形槽中，利用谐振器与天线负载的交叉耦合产生传输零点。
4.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：还包括蚀刻在矩形槽内部的U型槽。
5.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板相对介电常数为2
6.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：还包括馈电孔，所述馈电孔位于SIW腔体的垂直中心处。
7.根据权利要求4所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述U型槽长15.1mm,宽3mm，长边槽缝隙宽度0.1mm，短边槽缝隙宽度0.2mm。
8.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形槽长为28.8mm，宽为25.5mm，距离腔体柱边的距离分别为7.25mm和18.6mmm。
9.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形贴片长为25.7mm，宽为24mm,贴片靠近矩形槽上下边缘距离为0.75mm，靠近矩形槽两侧距离为1.55mm。
10.根据权利要求1所述的基于多模SIW谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述馈电位置与金属化通孔边缘的最短距离为4.95mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：包括中层介质基板、底层金属地板、上层金属板以及金属化通孔；所述底层金属地板设置在中层介质基板的下表面，所述上层金属板设置在中层介质基板的上表面；所述金属化通孔贯穿中层介质基板、底层金属地板及上层金属板，作为腔体柱，围成一个方形siw腔体；所述上层金属板蚀刻有用于嵌入矩形贴片的矩形槽；所述矩形贴片设置在中层介质基板的上表面，并嵌入到上层金属板的矩形槽中。
2.根据权利要求1所述的基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形槽蚀刻在方形siw腔体中，将siw腔体分为左侧谐振器和右侧谐振器。
3.根据权利要求1所述的基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述矩形贴片嵌入到矩形槽中，利用谐振器与天线负载的交叉耦合产生传输零点。
4.根据权利要求1所述的基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：还包括蚀刻在矩形槽内部的u型槽。
5.根据权利要求1所述的基于多模siw谐振腔和贴片的单层滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板相对介电常数为2....
【专利技术属性】
技术研发人员：严冬，鞠博，卞子豪，胡坤志，郭保仓，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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