【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于无线能量传输领域，涉及一种基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线。
技术介绍
1、随着无线通信技术的飞速发展，无线设备的功能和性能不断提升，对射频前端电路的小型化、集成化、宽带宽等要求也越来越高。滤波器和天线作为射频前端电路的两个重要组成部分，其尺寸、性能和结构对整个系统的性能和体积有着重要影响。
2、传统天线设计过程中，需要连接滤波器对频率进行选择，导致射频前端部件体积过大，不利于系统的小型化。多层结构的应用限制了与平面电路的集成，增加了制造成本。传统滤波天线虽然具有良好的滤波响应，但带宽相对较窄，难以满足现代无线通信的需求。
3、现有技术中，为了实现宽带宽和良好的滤波性能，通常采用多层结构设计滤波天线。这种结构虽然能够获得良好的性能，但增加了制造成本，且不利于与平面电路的集成。通过开槽等方式来设计滤波天线，虽然能够获得一定的宽带宽，但滤波性能相对较差。滤波天线结构复杂，不利于加工制作。滤波天线难以同时满足宽带宽、良好的滤波性能和辐射特性等要求。
4、需要设计一种结构简单、易于加工制作的、易于与平面电路集成的、具有宽带宽的、具有良好的滤波性能和优良辐射特性的滤波天线。
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基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，解决射频前端电路的小型化、集成化、宽带宽等问题，天线在工作频段内有三个辐射零点，有较好的频率选择性，同时天线具有宽带宽和良好的滤波性能，通过分析、设计和优化，得到简单
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，包括底层金属地板、中层介质基板、上层金属地板以及四组腔体柱；所述底层金属地板设置在中层介质基板的下表面，底层金属底板的中心设置一对u型槽；所述u型槽内设有一个馈电孔；所述上层金属地板设置在中层介质基板的上表面，所述上层金属地板上蚀刻有一个方形槽；所述方形槽内设置一个方形微带贴片；所述四组腔体柱贯穿底层金属地板、中层介质基板及上层金属地板，围成一个方形siw腔体。
4、进一步，所述一对u型槽对称蚀刻在底层金属地板的中心，所述方形槽设置在上层金属地板的中间，所述方形微带贴片设置在方形槽的中心。
5、进一步，所述中层介质基板为方形，四组腔体柱沿中层介质基板四边均匀分布。
6、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。
7、进一步，所述腔体柱的直径为1mm，所述腔体柱之间的距离为2mm，所围成方形siw腔体边长为44mm。
8、进一步，所述方形槽的边长为22.9mm，宽为3.35mm，所述方形微带贴片的边长为16.2mm。
9、进一步，所述u型槽的两个短边为8.7mm，短边槽宽为0.44mm，长边为10.12mm，长边槽宽为0.4mm，u型槽远离腔体的一边距离四组腔体柱边的最短距离为11.9mm。
10、本专利技术的有益效果在于：
11、(1)利用siw腔体技术完成一个谐振模式的设计，提供一个宽频带。在siw腔体上表面蚀刻一个方形槽，在方形槽中心放置一方形贴片。天线下表面蚀刻一对称u型槽结构。腔体的te110模式产生了一个低频辐射零点。顶部方形贴片与腔体te210模式相互耦合为天线引入新的谐振模式的同时，在上阻带产生了高频辐射零点，提高通带上边沿的滤波效果。底部u型槽与腔体te110模耦合，为通带下边沿引入了新的辐射零点，进一步提高天线的低频滤波效果。同时，这三个辐射零点都可以通过具体的参数独立控制。三个辐射零点有效抑制了通带外的干扰信号，提高了系统的抗干扰能力和通信质量。引入的方形贴片和u型槽实现多路径耦合扩展天线带宽，提高的天线的性能。
12、(2)此天线工作的中心频率为4.73ghz，阻抗带宽为15.8％(4.38-5.13ghz)，可实现增益6.1dbi。
13、(3)在实现高性能的同时，还保证了天线的稳定的侧辐射特性，在4.72ghz下的e面和h面的交叉极化水平均大于25db，且天线的剖面高度为0.05λ0，该天线的具有优越的性能，体积小，结构简单，良好频率选择性等特性，具有一定的使用价值。
14、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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1.一种基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：包括底层金属地板、中层介质基板、上层金属地板以及四组腔体柱；
2.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述一对U型槽对称蚀刻在底层金属地板的中心，所述方形槽设置在上层金属地板的中间，所述方形微带贴片设置在方形槽的中心。
3.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板为方形，四组腔体柱沿中层介质基板四边均匀分布。
4.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板相对介电常数为2.55，损耗正切角为0.0014。
5.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述腔体柱的直径为1mm，所述腔体柱之间的距离为2mm，所围成方形SIW腔体边长为44mm。
6.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述方形槽的边长为22.9mm，宽为3.35mm，所述方形微带贴片的边长为1
7.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述U型槽的两个短边为8.7mm，短边槽宽为0.44mm，长边为10.12mm，长边槽宽为0.4mm，U型槽远离腔体的一边距离四组腔体柱边的最短距离为11.9mm。
...【技术特征摘要】
1.一种基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：包括底层金属地板、中层介质基板、上层金属地板以及四组腔体柱；
2.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述一对u型槽对称蚀刻在底层金属地板的中心，所述方形槽设置在上层金属地板的中间，所述方形微带贴片设置在方形槽的中心。
3.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板为方形，四组腔体柱沿中层介质基板四边均匀分布。
4.根据权利要求1所述的基于基片集成波导的多模式耦合宽带滤波天线，其特征在于：所述中层介质基板相对介电常数为2.55，损耗正切角为0....
【专利技术属性】
技术研发人员：胡坤志，廖茂钦，李大疆，陈志远，陆达成，卞子豪，于杰轩，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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