专利名称：毫米波基片集成波导滤波天线的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种天线，尤其是一种毫米波基片集成波导缝隙阵列天线。
背景技术：
近年来，无线通信技术得到了快速发展并获得了广泛应用。越来越多的通信系统要求低成本、易制作、易于和其它微波射频平面电路集成的天线。在毫米波频段，常见的天线形式，如单极天线、偶极子天线，尺寸小、损耗大，同时常见的馈电电路形式，如微带线，印刷平行双线，尺寸小、损耗大、寄生辐射强。选择合适的辐射单元形式、合适的馈电电路，并采用一定的方式优化天线性能对毫米波波段的通信系统来说，意义重大，具有实际应用价值。
实用新型内容实用新型目的针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供一种损耗小、寄生辐射极低的毫米波基片集成波导滤波天线。技术方案为实现上述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案为一种毫米波基片集成波导滤波天线，包括设有基片集成波导的介质基片，所述介质基片的端口处设有微带馈电点，微带馈电点和基片集成波导之间设有微带渐变线；所述基片集成波导靠近微带馈电点的部分是滤波器，基片集成波导靠近终端的部分上设有缝隙辐射阵列；基片集成波导终端短路。滤波器和缝隙辐射阵列可以分开设计再进行合成，根据带宽要求设计滤波器的类型和和阶数，根据增益和辐射方向性要求设计缝隙辐射阵列的数目和形式。为了优化滤波器和设有辐射缝隙阵列的基片集成波导的性能，所述滤波器和设有辐射缝隙阵列的基片集成波导宽度不同，这会引入一个不连续面，应兼顾尽量减弱不连续面引入的反射。所述滤波器可以是三阶感性窗口滤波器，缝隙辐射阵列可以是沿所述基片集成波导的单面纵向设置的一个辐射缝隙。所述滤波器可以是三阶感性窗口滤波器，缝隙辐射阵列可以是沿所述基片集成波导的单面纵向依次设置的两个辐射缝隙。所述短路的结构可为设在基片集成波导终端的一排金属化通孔。有益效果本实用新型将滤波器和缝隙辐射阵列集成在一个基片集成波导上，可以很好的抑制带外杂散信号。本实用新型中的滤波器和缝隙辐射阵列设计灵活，可以将基片集成滤波器和基片集成波导缝隙辐射阵列分开设计再进行合成，根据带宽要求设计滤波器的类型和和阶数，根据增益和辐射方向性要求设计缝隙辐射阵列的数目和形式。本实用新型毫米波基片集成波导滤波天线既可以作为独立的天线使用，也可组成多输入多输出 (MIMO)天线系统。本实用新型结构简单，制作可以全部使用成熟的标准工业工艺，成本低， 容易批量生产；基于基片集成波导的封闭结构，因而辐射小、隔离和抗干扰能力强、容易与其它平面微波射频电路集成。
图1为实施例1的结构图；图2为实施例1的天线和没有集成滤波器的同尺寸缝隙辐射阵列天线输入端反射系数测试结果；图3为实施例1的天线在37. 5GHz的E面和H面辐射方向图测试结果；图4为实施例2的结构图；图5为实施例2的天线和没有集成滤波器的同尺寸缝隙辐射阵列天线输入端反射系数测试结果；图6为实施例2的天线在37. 5GHz的E面和H面辐射方向图测试结果。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。如图1所示，基片集成滤波器4是三阶感性窗口滤波器，基片集成波导缝隙辐射阵列5是沿所述基片集成波导的单面纵向设置的一个辐射缝隙；微带馈电点2和基片集成波导之间通过微带渐变线3连接，基片集成波导电路的第一部分是三阶感性窗口滤波器4，第二部分是缝隙辐射阵列5，基片集成波导终端短路；本实施例的天线工作在37-38GHZ频段。 整个天馈线采用平面电路工艺制作在介质基片1上。介质基片1采用厚度为0. 254mm的介电常数为2. 2的Rogers (罗杰斯)5008作为介质板。在图1中，ms_ff = 0. 78mm ；taper_ff =1. 3mm ；taper_L = 1. 2mm ；SIff_ffl = 5mm ；FLO = 3. 25mm ；FLl = 2. 95mm ；FL2 = 3. 25mm ； Fffl = 2. 45mm ；Fff2 = 1. 65mm ；SIW_W2 = 4mm ；Dl = 2. 5mm ；D2 = 0. 6mm ；slot_ff = 0. 18mm ； slot_L = 3. 5mm ；χ = 0. 15mm。图2为实施例1中集成滤波器的单缝隙天线输入端反射系数测试结果和没有集成滤波器的同尺寸缝隙辐射单元天线输入端反射系数测试结果。可以看到两个天线输入端反射系数小于-IOdB的工作带宽基本相同，同时集成滤波器后的滤波天线可以很好的抑制带外无用信号干扰。图3为实施例1的天线在37. 5GHz上测得E面和H面辐射方向图。集成滤波器后天线辐射方向图正常工作。如图4所示，基片集成滤波器4是三阶感性窗口滤波器，基片集成波导缝隙辐射阵列5是沿所述基片集成波导的单面纵向依次设置的两个辐射缝隙；微带馈电点2和基片集成波导之间通过微带渐变线3连接，基片集成波导电路的第一部分是三阶感性窗口滤波器 4，第二部分是缝隙辐射阵列5，基片集成波导终端短路；本实施例的天线工作在37-38GHZ 频段。整个天馈线采用平面电路工艺制作在介质基片1上。介质基片1采用厚度为0. 254mm 的介电常数为2. 2的Rogers5008作为介质板。在图2中，ms_W = 0. 78mm ；taper_ff = 1. 3mm ； taper_L = 1. 2mm ；SIff_ffl = 5mm ；FLO = 3. 25mm ；FLl = 2. 95mm ；FL2 = 3. 25mm ；Fffl = 2. 45mm ；Fff2 = 1. 65mm ；SIW_W2 = 4mm ；Dl = 2. 4mm ；D2 = 0. 6mm ；slot_ff = 0. 18mm ；slot_ D = O. 8mm ；slot_L = 3. 28mm ；χ = 0. 1mm。[0021]图5为实施例2中集成滤波器的双缝隙天线输入端反射系数测试结果和没有集成滤波器的同尺寸缝隙辐射阵列天线输入端反射系数测试结果。可以看出，两个天线输入端反射系数小于-IOdB的工作带宽基本相同，同时集成滤波器后的滤波天线可以很好的抑制带外无用信号干扰。图6为实施例2的天线在37. 5GHz上测得E面和H面辐射方向图。集成滤波器后天线辐射方向图正常工作。在图3和图6中，由于不同的天线在不同的面，测得的增益最大值可能不一样，为了比较方便，把最大值都归一化到零，画成图后，比较形状。
权利要求1.一种毫米波基片集成波导滤波天线，包括设有基片集成波导的介质基片(1)，其特征在于所述介质基片的端口处设有微带馈电点O)，微带馈电点( 和基片集成波导之间设有微带渐变线(3)；所述基片集成波导靠近微带馈电点O)的部分是滤波器G)，基片集成波导靠近终端的部分上设有缝隙辐射阵列(5)；基片集成波导终端短路。
2.根据权利要求1所述毫米波基片集成波导滤波天线，其特征在于所述滤波器(4) 和设有辐射缝隙阵列(5)的基片集成波导宽度不同。
3.根据权利要求1所述毫米波基片集成波导滤波天线，其特征在于所述滤波器(4) 是三阶感性窗口滤波器，缝隙辐射阵列( 是沿所述基片集成波导的单面纵向设置的一个辐射缝隙。
4.根据权利要求1所述毫米波基片集成波导滤波天线，其特征在于所述滤波器(4) 是三阶感性窗口滤波器，缝隙辐射阵列( 是沿所述基片集成波导的单面纵向依次设置的两个辐射缝隙。
5.根据权利要求1所述毫米波基片集成波导滤波天线，其特征在于所述短路的结构为设在基片集成波导终端的一排金属化通孔。
专利摘要本实用新型公开了一种毫米波基片集成波导滤波天线，包括设有基片集成波导的介质基片，所述介质基片的端口处设有微带馈电点，微带馈电点和基片集成波导之间设有微带渐变线；所述基片集成波导靠近微带馈电点的部分是滤波器，基片集成波导靠近终端的部分上设有缝隙辐射阵列；基片集成波导终端短路。本实用新型将滤波器和缝隙辐射阵列集成在一个基片集成波导上，可以很好的抑制带外杂散信号；本实用新型结构简单，制作可以全部使用成熟的标准工业工艺，成本低，容易批量生产；基于基片集成波导的封闭结构，因而辐射小、隔离和抗干扰能力强、容易与其它平面微波射频电路集成。
文档编号H01Q13/22GK201956463SQ20102067729
公开日2011年8月31日 申请日期2010年12月23日 优先权日2010年12月23日
发明者余晨, 洪伟 申请人:东南大学