一种高选择性无反射波导滤波天线

本发明涉及天线的，尤其是指一种高选择性无反射波导滤波天线。

背景技术：

1、随着无线通信技术的快速发展，对系统的传输速率和传输精度等提出了更高的要求。滤波天线由于其高集成以及高选择性的特点被广泛应用。对于传统的滤波天线，带外能量会反射回源端，因此会对有源器件造成不良影响，导致放大器的增益波动、自激震荡以及混频器中的互调干扰等。为了避免这些影响，通常使用隔离器、衰减器等器件，但会增加系统尺寸并且引入额外损耗。由此提出无反射滤波天线，即消除带外信号的能量而不是将其反射回源端。

2、对现有技术进行调查了解，目前无反射滤波天线的相关工作中，通常采用双工器的设计方法。即分为带通网络和带阻网络，末端分别与天线和有耗电阻连接。通带中的能量传递到天线中，阻带的能量被电阻吸收，由此实现无能量反射。而有耗元件的使用会引入额外的损耗，使得辐射效率变低。因此，设计一种高选择性、高辐射效率的无反射滤波天线具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足与缺点，提出了一种高选择性无反射波导滤波天线，该天线的中心频率为10ghz，带宽为9.82-10.18ghz，在8.2-12ghz的频率范围内|s11|<-10db，在其通带范围内的增益最高可达7.3dbi，辐射效率大于86％，带外抑制达到24db。

2、为实现上述目的，本发明所提供的技术方案为：一种高选择性无反射波导滤波天线，包括辐射端口、第一馈电端口、第二馈电端口、第一矩形腔、第二矩形腔、第三矩形腔、第四矩形腔、第一耦合窗、第二耦合窗、第一矩形谐振金属块、第二矩形谐振金属块、第三矩形谐振金属块、第四矩形谐振金属块、第五矩形谐振金属块、第六矩形谐振金属块和脊结构；所述辐射端口、第一矩形腔、第二矩形腔、第三矩形腔、第一耦合窗、第二耦合窗、第一矩形谐振金属块、第二矩形谐振金属块、第三矩形谐振金属块共同组成一个三阶波导滤波天线，所述第一馈电端口、第四矩形腔、第四矩形谐振金属块、第五矩形谐振金属块、第六矩形谐振金属块共同组成一个三阶波导带阻滤波器，所述三阶波导滤波天线位于三阶波导带阻滤波器上方，它们之间通过第二馈电端口馈电，并通过脊结构调节匹配；

3、所述辐射端口位于三阶波导滤波天线最上方；所述第一矩形腔位于辐射端口下方并与之连接；所述第一矩形谐振金属块置于第一矩形腔的侧面中心处，并有一部分伸入第一矩形腔中；所述第一耦合窗置于第一矩形腔下方并与之连接；所述第二矩形腔置于第一耦合窗下方并与之连接；所述第二矩形谐振金属块置于第二矩形腔的侧面中心处，并有一部分伸入第二矩形腔中；所述第二耦合窗置于第二矩形腔下方并与之连接；所述第三矩形谐振金属块置于第二耦合窗中；所述第三矩形腔置于第二耦合窗下方并与之连接；所述第二馈电端口置于第三矩形腔下方并与之连接；所述脊结构对称分布在第二馈电端口两侧；所述第四矩形腔置于第二馈电端口下方并与之连接；所述第四矩形谐振金属块与第六矩形谐振金属块从上向下依次置于第四矩形腔的一侧面，并有一部分伸入第四矩形腔中；所述第五矩形谐振金属块置于第四矩形腔的另一侧面，并有一部分伸入第四矩形腔中，所述第五矩形谐振金属块与第四矩形谐振金属块之间的距离和第五矩形谐振金属块与第六矩形谐振金属块的距离相同；所述第一馈电端口置于第四矩形腔下方。

4、进一步，所述第一矩形腔比te101模矩形腔长，处于失谐状态，能够等效为非谐振节点，通过第一矩形谐振金属块引入传输零点。

5、进一步，所述第一矩形谐振金属块与第一矩形腔的内壁形成一个谐振耦合结构，该结构不仅能够产生谐振模式，还能够与第一矩形腔之间产生耦合，通过调整其谐振频率能够灵活调节零点位置，通过调整其伸入第一矩形腔中的长度能够调节其耦合大小。

6、进一步，所述第二矩形腔等效为非谐振节点。

7、进一步，所述第二矩形谐振金属块与第二矩形腔的内壁形成一个谐振耦合结构。

8、进一步，所述第三矩形谐振金属块与第二耦合窗的内壁形成一个谐振耦合结构。

9、进一步，所述第四矩形谐振金属块、第五矩形谐振金属块、第六矩形谐振金属块分别与第四矩形腔的内壁形成谐振耦合结构。

10、进一步，所述第一馈电端口是标准矩形波导尺寸，通过波导同轴转换器与50欧姆匹配负载连接，用于吸收带外能量。

11、进一步，所述第二馈电端口由sma接头通过探针馈电，通过调节探针伸入的长度能够调节无反射范围。

12、本发明与现有技术相比，具有如下优点与有益效果：

13、1、本发明天线具有尺寸紧凑和选择性高的优点。

14、2、本发明天线具有较高的辐射效率。

15、3、本发明天线能够控制两个传输零点，不仅具有高选择性，而且具有较好的带外抑制能力。

16、4、本发明天线的加工简单，重量轻，加工成本低，低损耗，具有很好的应用前景。

技术特征：

1.一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：包括辐射端口(1)、第一馈电端口(2)、第二馈电端口(3)、第一矩形腔(4)、第二矩形腔(5)、第三矩形腔(6)、第四矩形腔(7)、第一耦合窗(8)、第二耦合窗(9)、第一矩形谐振金属块(10)、第二矩形谐振金属块(11)、第三矩形谐振金属块(12)、第四矩形谐振金属块(13)、第五矩形谐振金属块(14)、第六矩形谐振金属块(15)和脊结构(16)；所述辐射端口(1)、第一矩形腔(4)、第二矩形腔(5)、第三矩形腔(6)、第一耦合窗(8)、第二耦合窗(9)、第一矩形谐振金属块(10)、第二矩形谐振金属块(11)、第三矩形谐振金属块(12)共同组成一个三阶波导滤波天线，所述第一馈电端口(2)、第四矩形腔(7)、第四矩形谐振金属块(13)、第五矩形谐振金属块(14)、第六矩形谐振金属块(15)共同组成一个三阶波导带阻滤波器，所述三阶波导滤波天线位于三阶波导带阻滤波器上方，它们之间通过第二馈电端口(3)馈电，并通过脊结构(16)调节匹配；

2.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第一矩形腔(4)比te101模矩形腔长，处于失谐状态，能够等效为非谐振节点，通过第一矩形谐振金属块(10)引入传输零点。

3.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第一矩形谐振金属块(10)与第一矩形腔(4)的内壁形成一个谐振耦合结构，该结构不仅能够产生谐振模式，还能够与第一矩形腔(4)之间产生耦合，通过调整其谐振频率能够灵活调节零点位置，通过调整其伸入第一矩形腔(4)中的长度能够调节其耦合大小。

4.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第二矩形腔(5)等效为非谐振节点。

5.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第二矩形谐振金属块(11)与第二矩形腔(5)的内壁形成一个谐振耦合结构。

6.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第三矩形谐振金属块(12)与第二耦合窗(9)的内壁形成一个谐振耦合结构。

7.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第四矩形谐振金属块(13)、第五矩形谐振金属块(14)、第六矩形谐振金属块(15)分别与第四矩形腔(7)的内壁形成谐振耦合结构。

8.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第一馈电端口(2)是标准矩形波导尺寸，通过波导同轴转换器与50欧姆匹配负载连接，用于吸收带外能量。

9.根据权利要求1所述的一种高选择性无反射波导滤波天线，其特征在于：所述第二馈电端口(3)由sma接头通过探针馈电，通过调节探针伸入的长度能够调节无反射范围。

技术总结
本发明公开了一种高选择性无反射波导滤波天线，包括辐射端口、第一、二馈电端口、第一、二、三、四矩形腔、第一、二耦合窗、第一、二、三、四、五、六矩形谐振金属块和脊结构；辐射端口、第一、二、三矩形腔、第一、二耦合窗、第一、二、三矩形谐振金属块组成一个三阶波导滤波天线，第一馈电端口、第四矩形腔、第四、五、六矩形谐振金属块组成一个三阶波导带阻滤波器，三阶波导滤波天线位于三阶波导带阻滤波器上方，它们之间通过第二馈电端口馈电，并通过脊结构调节匹配。本发明可控制两个传输零点，不仅具有高选择性，而且具有较好的带外抑制能力。

技术研发人员：马骏,陈付昌
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/6