CN104577349A - 高带外抑制腔体滤波天线阵列 - Google Patents
高带外抑制腔体滤波天线阵列 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104577349A CN104577349A CN201510051241.3A CN201510051241A CN104577349A CN 104577349 A CN104577349 A CN 104577349A CN 201510051241 A CN201510051241 A CN 201510051241A CN 104577349 A CN104577349 A CN 104577349A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rectangular
- cavity
- antenna array
- filter antenna
- high out
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
本发明提供了一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，包括介质基板以及分别设置于介质基板上表面和下表面的第一金属层和第二金属层，所述介质基板上设置有多个第一金属化通孔；第一金属层、第二金属层以及该多个第一金属化通孔围成一个第一矩形谐振腔以及关于第一矩形谐振腔对称的两个第二矩形谐振腔，该两个第二矩形谐振腔正对且分别临近所述第一谐振腔的两侧设置，每一第二矩形谐振腔与该第一矩形谐振腔之间通过设置于其间的第一耦合开口耦合级联，第一金属层上分别对应该两个第二矩形谐振腔的位置设置有两个用于辐射信号的辐射缝隙；介质基板上还设置有用于向第一矩形谐振腔输入信号的输入单元。发明具有对通带以外的电磁波辐射具有较高的抑制能力的有益效果。
Description
技术领域
本发明涉及微波技术领域，尤其涉及一种高带外抑制腔体滤波天线阵列。
背景技术
随着通信系统的不断发展，多功能器件诸如滤波天线、滤波巴伦、滤波功分器等不断涌现。其中的滤波天线利用最后一级天线单元不但作为辐射单元辐射电磁波，还能作为谐振器单元成为滤波器的最后一级，从而减小了系统的尺寸、降低了器件之间的连接损耗、提高了系统的效率。
国内外目前对滤波天线的研究主要集中在单个滤波天线上，对滤波天线阵列的研究几乎没有，仅有的少数几个阵列也都集中在微带形式的滤波天线阵列上。微带形式的天线在工作频率较高时由于辐射损耗和表面波损耗等原因，效率较低，不适合工作频率较高的场合。
现有技术存在缺陷，亟需改进。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高带外抑制腔体滤波天线阵列。
一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，包括介质基板以及分别设置于所述介质基板上表面和下表面的第一金属层和第二金属层，所述介质基板上设置有多个第一金属化通孔；
所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个第一金属化通孔围成一个第一矩形谐振腔以及关于所述第一矩形谐振腔对称的两个第二矩形谐振腔，该两个第二矩形谐振腔正对且分别临近所述第一谐振腔的两侧设置，每一所述第二矩形谐振腔与该第一矩形谐振腔之间通过设置于其间的第一耦合开口耦合级联，所述第一金属层上分别对应该两个第二矩形谐振腔的位置设置有两个用于辐射信号的辐射缝隙；所述介质基板上还设置有用于向所述第一矩形谐振腔输入信号的输入单元。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述输入单元包括设置于所述介质基板上的传输波导以及馈电微带线，所述馈电微带线与所述传输波导连接，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔耦合连接。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔之间设置有第三耦合开口，在所述第一金属层上对应该第三耦合开口的位置开设有两条耦合缝隙，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔通过所述耦合缝隙以及所述第三耦合开口耦合连接。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述介质基本上设置有多个第二金属化通孔，所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个第二金属化通孔围成所述传输波导。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述介质基板采用材料的型号为Rogers 5880。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述介质基板的厚度为0.508mm。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述第二矩形谐振腔的长为5mm，宽为4.5mm；所述第一矩形谐振腔的长为16.8mm，宽为4.8mm。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述辐射缝隙呈矩形条状，所述辐射缝隙的长度为3.5mm，宽度均为0.25mm。
在本发明提供的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列中，所述耦合缝隙呈矩形条状，所述耦合缝隙的长度为3.1mm，宽度为0.2mm。
实施本发明提供的高带外抑制腔体滤波天线阵列具有以下有益效果：
得益于该设计中两个第二矩形谐振腔与中间的第一级矩形谐振腔均对称设置，使得两个第二矩形谐振腔与中间第一矩形谐振腔具有相同的、能够在通带以外频率点的电磁波增益上形成零点的耦合形式，从而使得所提出的设计不但能够组成1×2的天线阵列，还能够对通带以外的电磁波辐射具有较高的抑制能力。
附图说明
图1是本发明实施例1的高带外抑制腔体滤波天线阵列的结构示意图。
图2是图1所示实施例中的高带外抑制腔体滤波天线阵列的分解结构示意图。
图3是图1所示实施例中的高带外抑制腔体滤波天线阵列的平面结构示意图。
图4是图1所示实施例中的高带外抑制腔体滤波天线阵列的回波损耗性能的仿真与测试图。
图5是图1所示实施例中的高带外抑制腔体滤波天线阵列的增益仿真与测试图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供了一种高带外抑制腔体滤波天线阵列。
如图1所示，该高带外抑制腔体滤波天线阵列包括介质基板1以及分别设置于所述介质基板1上表面和下表面的第一金属层3和第二金属层2。该介质基板1的厚度为0.508mm，材料为Rogers 5880，当然其并不限于此。
同时参照图2以及图3所示，所述介质基板1上设置有多个第一金属化通孔4，其中每一第一金属化通孔4的直径为0.25mm。所述第一金属层3、所述第二金属层2以及该多个第一金属化通孔4围成一个第一矩形谐振腔5以及关于所述第一矩形谐振腔5对称的两个第二矩形谐振腔6，该两个第二矩形谐振腔6正对且分别临近所述第一矩形谐振腔5的两侧设置。
其中，每一第二矩形谐振腔6的长为5mm，宽为4.5mm。第一矩形谐振腔5的长为16.8mm，宽为4.8mm。第一矩形谐振腔5以及第二矩形谐振腔6的高度等于该介质基板1的厚度。
每一所述第二矩形谐振腔6与该第一矩形谐振腔5之间通过设置于其间的第一耦合开口13耦合级联，其中，第一耦合开口13的宽度为1.7mm。
所述第一金属层3上分别对应该两个第二矩形谐振腔6的位置设置有两个用于辐射信号的辐射缝隙8；该辐射缝隙8呈矩形条状，其长度均为3.5mm，宽度均为0.25mm，并且分别与第二矩形谐振腔16的较短的两边中的距离较近的一边相距0.7mm。
所述介质基板1上还设置有用于向所述第一矩形谐振腔5输入信号的输入单元(未标号)。具体地，该输入单元包括设置于该介质基板1上的传输波导11以及设置介质基板1的下表面的馈电微带线16。该传输波导11与该第一矩形谐振腔5耦合级联。该馈电微带线16与该传输波导11连接以向该传输波导11馈电。具体地，该介质基板上开设有多个第二金属化通孔(未标注)，第一金属层3、第二金属层2以及该多个第二金属化通孔围成该传输波导11。该传输波导11临近该第一矩形谐振腔5的一侧设置，并且该设置有传输波导11的一侧分别与设置有第二矩形谐振腔6的两侧相邻。优选地，该传输波导11沿着该两个第二矩形谐振腔6的对称轴设置。
该传输波导11与该第一矩形谐振腔5之间设置有第三耦合开口12，第三耦合开口12的宽度为1.5mm。该第二金属层2上对应该第三耦合开口12的位置设置有两条耦合缝隙10，耦合缝隙10呈矩形条状，其长度均为3.1mm，宽度均为0.2mm，在本实施例中，该两条耦合缝隙10关于第一矩形谐振腔5的对称轴对称。该传输波导11与该第一矩形谐振腔5通过该两条耦合缝隙10以及第三耦合开口12连接。
在本发明中，所谓的“耦合开口”指的是由对应位置处的相邻的两个金属化通间隔一特定距离形成，在该相邻的两个金属化通孔之间的间隙即为耦合开口。
可以理解地，上述各个尺寸参数只是在本实施例中的一种优化设置，其不能作为限制本发明范围的理由，该各个尺寸参数可以根据实际情况进行优化配置。
图4为在本实施例的尺寸参数下的高带外抑制腔体滤波天线阵列的回波损耗性能的仿真与测试结果，表明该高带外抑制腔体滤波天线阵列可以在中心频率为27.95GHz的工作频带内有效的辐射能量。图5为本实施例的尺寸参数下的高带外抑制腔体滤波天线阵列的增益仿真与测试结果，该图表明，所设计的高带外抑制腔体滤波天线阵列能够在增益曲线的通带两侧分别产生一个零点，有效的提高天线对通带以外的电磁波能量辐射的抑制能力。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，包括介质基板以及分别设置于所述介质基板上表面和下表面的第一金属层和第二金属层，所述介质基板上设置有多个第一金属化通孔；
所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个第一金属化通孔围成一个第一矩形谐振腔以及关于所述第一矩形谐振腔对称的两个第二矩形谐振腔，该两个第二矩形谐振腔正对且分别临近所述第一谐振腔的两侧设置，每一所述第二矩形谐振腔与该第一矩形谐振腔之间通过设置于其间的第一耦合开口耦合级联，所述第一金属层上分别对应该两个第二矩形谐振腔的位置设置有两个用于辐射信号的辐射缝隙；所述介质基板上还设置有用于向所述第一矩形谐振腔输入信号的输入单元。
2.根据权利要求1所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述输入单元包括设置于所述介质基板上的传输波导以及馈电微带线，所述馈电微带线与所述传输波导连接，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔耦合连接。
3.根据权利要求2所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔之间设置有第三耦合开口，在所述第一金属层上对应该第三耦合开口的位置开设有两条耦合缝隙，所述传输波导与所述第一矩形谐振腔通过所述耦合缝隙以及所述第三耦合开口耦合连接。
4.根据权利要求3所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述介质基本上设置有多个第二金属化通孔，所述第一金属层、所述第二金属层以及该多个第二金属化通孔围成所述传输波导。
5.根据权利要求4所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述介质基板采用材料的型号为Rogers 5880。
6.根据权利要求5所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述介质基板的厚度为0.508mm。
7.根据权利要求6所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述第二矩形谐振腔的长为5mm，宽为4.5mm；所述第一矩形谐振腔的长为16.8mm，宽为4.8mm。
8.根据权利要求7所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述辐射缝隙呈矩形条状，所述辐射缝隙的长度为3.5mm，宽度均为0.25mm。
9.根据权利要求8所述的一种高带外抑制腔体滤波天线阵列，其特征在于，所述耦合缝隙呈矩形条状，所述耦合缝隙的长度为3.1mm，宽度为0.2mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510051241.3A CN104577349B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 高带外抑制腔体滤波天线阵列 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510051241.3A CN104577349B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 高带外抑制腔体滤波天线阵列 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104577349A true CN104577349A (zh) | 2015-04-29 |
| CN104577349B CN104577349B (zh) | 2017-08-01 |
Family
ID=53092883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510051241.3A Active CN104577349B (zh) | 2015-01-30 | 2015-01-30 | 高带外抑制腔体滤波天线阵列 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104577349B (zh) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107104275A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-08-29 | 南通大学 | 一种多层结构式滤波天线以及微波通信系统 |
| CN109742525A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-05-10 | 瑞声科技（南京）有限公司 | 一种滤波天线 |
| CN109935972A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-06-25 | 南通大学 | 一种基于等离子体激元的宽带天线 |
| CN113097731A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司 | 一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线 |
| CN113224511A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-06 | 华南理工大学 | 一种基于混合谐振模式谐振腔的波导滤波天线阵列 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1815800A (zh) * | 2006-01-26 | 2006-08-09 | 东南大学 | 微波毫米波基片集成波导滤波天线 |
| CN202275943U (zh) * | 2011-10-09 | 2012-06-13 | 东南大学 | 水平极化定向平面滤波天线 |
| CN102544738A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-04 | 中国航空工业第六○七研究所 | 一种介质背腔缝隙耦合微带天线 |
| CN203326117U (zh) * | 2013-06-27 | 2013-12-04 | 中国人民解放军理工大学 | 一种结构紧凑的16元宽带基片集成波导背腔天线阵 |
-
2015
- 2015-01-30 CN CN201510051241.3A patent/CN104577349B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1815800A (zh) * | 2006-01-26 | 2006-08-09 | 东南大学 | 微波毫米波基片集成波导滤波天线 |
| CN202275943U (zh) * | 2011-10-09 | 2012-06-13 | 东南大学 | 水平极化定向平面滤波天线 |
| CN102544738A (zh) * | 2011-12-27 | 2012-07-04 | 中国航空工业第六○七研究所 | 一种介质背腔缝隙耦合微带天线 |
| CN203326117U (zh) * | 2013-06-27 | 2013-12-04 | 中国人民解放军理工大学 | 一种结构紧凑的16元宽带基片集成波导背腔天线阵 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| DAVID WOLANSKY ETC.: ""Two-Pole Filtering Antenna for Body Centric Communications"", 《2013 LOUGHBOROUGH ANTENNAS AND PROPAGATION CONFERENCE(LAPC)》 * |
| YAN ZHANG ETC.: ""Wideband Millimeter-Wave Substrate Integrated Waveguide Slotted Narrow-Wall Fed Cavity Antennas"", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 * |
| YAZID YUSUF ETC.: ""A Seamless Integration of 3-D Vertical Filters With Highly Efficient Slot Antennas"", 《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》 * |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107104275A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-08-29 | 南通大学 | 一种多层结构式滤波天线以及微波通信系统 |
| CN107104275B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-11-29 | 南通大学 | 一种多层结构式滤波天线以及微波通信系统 |
| CN109742525A (zh) * | 2018-12-31 | 2019-05-10 | 瑞声科技（南京）有限公司 | 一种滤波天线 |
| CN109935972A (zh) * | 2019-01-25 | 2019-06-25 | 南通大学 | 一种基于等离子体激元的宽带天线 |
| CN113097731A (zh) * | 2021-04-01 | 2021-07-09 | 南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司 | 一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线 |
| CN113097731B (zh) * | 2021-04-01 | 2022-08-05 | 南京锐码毫米波太赫兹技术研究院有限公司 | 一种基于脊波导谐振腔的毫米波滤波天线 |
| CN113224511A (zh) * | 2021-04-23 | 2021-08-06 | 华南理工大学 | 一种基于混合谐振模式谐振腔的波导滤波天线阵列 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104577349B (zh) | 2017-08-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11108124B2 (en) | Filter antenna | |
| CN103441340B (zh) | 极化可变和频率扫描的半模基片集成波导漏波天线 | |
| CN104638360A (zh) | 滤波天线 | |
| CN102013537B (zh) | 基于衬底集成波导开口谐振环的微波带通滤波器 | |
| CN108879044B (zh) | 一种具有宽阻带和高选择性的超宽带带通滤波器结构 | |
| CN104577349A (zh) | 高带外抑制腔体滤波天线阵列 | |
| US11336000B2 (en) | Filter antenna | |
| KR101411442B1 (ko) | 배열 패치 안테나 및 이의 제조 방법 | |
| CN110429378A (zh) | 一种双频共口径波导缝隙波导天线、天线阵及设计方法 | |
| CN104752820A (zh) | 一种背腔缝隙天线阵列 | |
| CN108933331B (zh) | 阿基米德螺旋阵列天线 | |
| CN108448211A (zh) | 平板介质波导太赫兹滤波器 | |
| CN106129558A (zh) | 基于开口谐振环结构的超材料微波滤波器 | |
| CN103647123B (zh) | 半模基片集成波导横向对称滤波器 | |
| CN110429383B (zh) | 单输入端口的siw馈电结构以及天线阵列 | |
| TWI628860B (zh) | 三極化的mimo天線系統 | |
| CN104767023B (zh) | 一种可变通带数的基片集成波导电调谐振单元 | |
| CN102299394B (zh) | 超常媒质超高频带通滤波器 | |
| CN109378561B (zh) | 双通带滤波器 | |
| CN103296341A (zh) | 一种滤波器 | |
| CN103594804B (zh) | 薄基片槽线平面喇叭天线 | |
| CN110544812A (zh) | 基片集成介质谐振器以及天线 | |
| CN104638339A (zh) | 具有滤波功能的腔体魔t结构 | |
| CN110739517B (zh) | 一种一分三路单端-平衡式微波滤波功率分配系统 | |
| CN209948058U (zh) | 基于高阶奇次模谐振的大间距低栅瓣电大微带阵列天线 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Fu Xiaodong Inventor after: Xu Cui Inventor after: Wang Xueren Inventor after: Liu Zhiqing Inventor after: Gu Xiaofeng Inventor after: Zheng Chaoyi Inventor before: Chu Hui Inventor before: Chen Jianxin Inventor before: Tang Hui Inventor before: Zhou Liheng Inventor before: Qin Wei Inventor before: Lu Qingyuan Inventor before: Bao Zhihua |
|
| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20170628 Address after: 226400 Rudong, Jiangsu province Hekou Town Industrial Park Applicant after: Zhongtian Broadband Technology Co., Ltd. Address before: 226019 Jiangsu city of Nantong province sik Road No. 9 Institute of electronic and Information Engineering Nantong University Applicant before: Nantong University |
|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20191114 Address after: 226400 Zhongtian Industrial Zone, Hekou Town, Rudong County, Jiangsu, Nantong Co-patentee after: Zhongtian Communication Technology Co., Ltd Patentee after: Zhongtian Broadband Technology Co., Ltd. Address before: 226400 Zhongtian Industrial Zone, Hekou Town, Rudong County, Jiangsu, Nantong Patentee before: Zhongtian Broadband Technology Co., Ltd. |