CN113871902A - 基于siw结构的mimo多腔蝶形滤波天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，包括：第一金属层，包括相对设置的第一共面波导和第二共面波导；第一介质层，包括多个第一通孔，第一通孔形成两个输入窗口及五个SIW谐振腔，相邻SIW谐振腔之间包括感性窗口，两个输入窗口的正投影分别与两个共面波导的正投影交叠；第二金属层，包括五个第一窗口；第二介质层，包括多个第二通孔，第二通孔形成五个电磁屏蔽腔；第三金属层，包括五组蝶形缝隙；第三介质层，其第一表面包括多个与蝶形缝隙对应的微带贴片。本发明通过使五组蝶形缝隙天线与五个SIW谐振腔耦合，并采用多输入多输出及折叠式结构，滤波天线具有优良的滤波性能、辐射性能和较小的尺寸，易于集成。

Description

基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线

技术领域

本发明属于微波毫米通信技术领域，具体涉及一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线。

背景技术

近年来，无线通信技术快速发展，无线通信系统趋于小型化，滤波器和天线作为无线通信系统中的关键部件，将二者协同设计成滤波天线有利于满足小型化的需求。因此，易加工、易集成的滤波天线已成为新的研究热点。

相关技术中，水平极化平面滤波天线在三阶SIW谐振腔之后，利用感性窗口与一个SIW缝隙辐射阵列耦合的方式实现了滤波天线，但此种设计方式在整体上采用水平结构，因而导致滤波天线的平面尺寸偏大，不利于集成。

此外，相关技术中还提供了一种垂直极化全向印刷滤波天线，采用印刷电路板工艺制作，其在三阶SIW谐振腔后的上下金属层上利用微带渐变线连接了两个串行微带阵列。此种滤波天线利用微带渐变线作为连接线，不利于小型化；同时串行微带阵列和SIW谐振腔水平排布，同样面临平面尺寸偏大，不利于集成的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

本发明提供提供一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，包括：

第一金属层，包括相对设置的第一共面波导和第二共面波导；

第一介质层，位于所述第一金属层的一侧，包括多个第一通孔；所述第一通孔形成两个输入窗口及五个SIW谐振腔，相邻的两个所述SIW谐振腔之间包括感性窗口，且沿垂直于第一金属层所在平面的方向，两个输入窗口的正投影分别与所述第一共面波导和所述第二共面波导的正投影交叠；

第二金属层，位于所述第一介质层远离所述第一金属层的一侧，包括五个第一窗口；

第二介质层，位于所述第二金属层远离第一介质层的一侧，包括多个第二通孔，所述第二通孔形成五个电磁屏蔽腔；

第三金属层，位于所述第二介质层远离所述第二金属层的一侧，包括五组蝶形缝隙；沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述五个电磁屏蔽腔的正投影分别与所述五个SIW谐振腔的正投影重合，所述五个第一窗口的正投影分别位于所述五个SIW谐振腔内，所述五组蝶形缝隙的正投影分别位于所述五个电磁屏蔽腔内；

第三介质层，位于所述第三金属层远离所述第二介质层的一侧；所述第三介质层包括远离第三金属层的第一表面，所述第一表面包括多个与所述蝶形缝隙对应的微带贴片。

在本发明的一个实施例中，所述第二金属层还包括多个第三通孔，所述第三通孔形成五个第一矩形区域；

所述第一矩形区域均沿第一方向延伸并沿第二方向排列，所述五个第一窗口分别位于五个第一矩形区域内，任意相邻的两个第一矩形区域中的第一窗口在第一方向上交错排布。

在本发明的一个实施例中，所述第一窗口为四边形。

在本发明的一个实施例中，所述第三金属层还包括多个第四通孔，所述第四通孔形成五个第二矩形区域，所述第二矩形区域均沿第一方向延伸并沿第二方向排列，五组蝶形缝隙分别位于五个第二矩形区域内。

在本发明的一个实施例中，每组蝶形缝隙包括两个子缝隙，两个子缝隙分别沿第一方向相对设置于第二矩形区域的两端。

在本发明的一个实施例中，所述第一表面包括十个微带贴片；

沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述十个微带贴片的正投影分别覆盖十个子缝隙。

在本发明的一个实施例中，每组蝶形缝隙包括一个子缝隙，任意相邻的两个子缝隙在第一方向上交错排布，且沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述子缝隙的正投影与所述第一窗口不交叠。

在本发明的一个实施例中，所述微带贴片的谐振频率与所述SIW谐振腔的中心频率相等。

在本发明的一个实施例中，所述第三介质层包括介电常数为2.2、损耗正切为0.0009、单层厚度为0.127mm的duroid 5880罗杰斯材料，所述第三介质层的厚度为四层厚度。

在本发明的一个实施例中，按照如下公式计算所述微带贴片在第一方向上的宽度：

其中，ε_r表示介质的相对介电常数，f₁表示微带贴片工作的中心频率，c表示真空中的光速，W₁为微带贴片在第一方向上的宽度；

按照如下公式计算所述微带贴片在第二方向上的长度：

其中，ε_e表示有效介电常数，h表示所述第三介质层的厚度，

与现有技术中相比，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，包括第一金属层、以及依次设置于第一金属层一侧的第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层和第三介质层；其中，沿垂直于第一金属层所在平面的方向，五个电磁屏蔽腔的正投影分别与五个SIW谐振腔的正投影重合，五个第一窗口的正投影分别位于五个SIW谐振腔内，五组蝶形缝隙的正投影分别位于五个电磁屏蔽腔内，本发明通过使五组蝶形缝隙天线与五个SIW谐振腔耦合，并采用多输入多输出及折叠式结构，不仅使滤波天线具有优良的滤波性能和辐射性能，同时也具有较小的尺寸，解决了现有技术中滤波天线尺寸偏大、不易集成的问题。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线的一种结构示意图；

图2是本发明实施例提供的第一金属层的一种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的第一介质层的一种结构示意图；

图4是本发明实施例提供的第二金属层的一种结构示意图；

图5是本发明实施例提供的第二介质层的一种结构示意图；

图6是本发明实施例提供的第三金属层的一种结构示意图；

图7是本发明实施例提供的第三介质层的一种结构示意图；

图8是本发明实施例提供的第三金属层的另一种结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种仿真结果示意图；

图10是本发明实施例提供的另一种仿真结果示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

图1是本发明实施例提供的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线的一种结构示意图，图2是本发明实施例提供的第一金属层的一种结构示意图，图3是本发明实施例提供的第一介质层的一种结构示意图，图4是本发明实施例提供的第二金属层的一种结构示意图，图5是本发明实施例提供的第二介质层的一种结构示意图，图6是本发明实施例提供的第三金属层的一种结构示意图，图7是本发明实施例提供的第三介质层的一种结构示意图。请结合图1-7，本发明实施例提供一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线100，包括：

第一金属层1，包括相对设置的第一共面波导101和第二共面波导102；

第一介质层2，位于第一金属层1的一侧，包括多个第一通孔201；第一通孔201形成两个输入窗口202及五个SIW谐振腔203，相邻的两个SIW谐振腔203之间包括感性窗口204，且沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，两个输入窗口202的正投影分别与第一共面波导101和第二共面波导102的正投影交叠；

第二金属层3，位于第一介质层2远离第一金属层1的一侧，包括五个第一窗口301；

第二介质层4，位于第二金属层3远离第一介质层2的一侧，包括多个第二通孔401，第二通孔401形成五个电磁屏蔽腔402；

第三金属层5，位于第二介质层4远离第二金属层3的一侧，包括五组蝶形缝隙501；沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，五个电磁屏蔽腔402的正投影分别与五个SIW谐振腔203的正投影重合，五个第一窗口301的正投影分别位于五个SIW谐振腔203内，五组蝶形缝隙501的正投影分别位于五个电磁屏蔽腔402内；

第三介质层6，位于第三金属层5远离第二介质层4的一侧；第三介质层6包括远离第三金属层5的第一表面，第一表面包括多个与蝶形缝隙501对应的微带贴片601。

本实施例中，基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线100包括第一金属层1、第一介质层2、第二金属层3、第二介质层4、第三金属层5和第三介质层6。具体地，第一金属层1包括相对设置的第一共面波导101和第二共面波导102，如图2所示，第一共面波导101和第二共面波导102为平面结构，主要由介质基片和三条导带组成，具有体积小、重量轻等特点。在图1所示视角下，第一介质层2位于第一金属层1的上方，包括多个第一通孔201；第一通孔201形成两个输入窗口202及五个SIW谐振腔203，相邻的两个SIW谐振腔203之间包括感性窗口204。

需要说明的是，除了感性窗口204及输入窗口202位置处，其他第一通孔201之间的距离均相等，并且沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，两个输入窗口202的正投影分别与第一共面波导101和第二共面波导102的正投影交叠，从而使输入窗口202和第一共面波导101、以及输入窗口202和第二共面波导102形成两个输入端口。

进一步地，基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线100还包括第二金属层3和第二介质层4，其中，第二金属层3位于第一介质层2与第二介质层4之间，第二金属层3包括五个第一窗口301，第二介质层4包括多个第二通孔401，第二通孔401形成五个电磁屏蔽腔402。可选地，第一窗口301的形状为四边形，如平行四边形或矩形，第二通孔401的排布方式与第一通孔201相同，但不包括感性窗口204和输入窗口202，也就是说，对于任意相邻的两个第二通孔401，二者的间距均相等。

此外，上述滤波天线100还包括第三金属层5和第三介质层6。仍以图1所示视角为例，第三金属层5位于第二介质层4上方，第三介质层6位于第三金属层5上方。如图6-7所示，第三金属层5包括五组蝶形缝隙501，沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，五个电磁屏蔽腔402的正投影分别与五个SIW谐振腔203的正投影重合，五个第一窗口301的正投影分别位于五个SIW谐振腔203内，五组蝶形缝隙501的正投影分别位于五个电磁屏蔽腔402内；第三介质层6包括远离第三金属层5的第一表面，第一表面包括多个与蝶形缝隙501对应的微带贴片601。应当理解，多个微带贴片601可以形成辐射阵列，每个微带贴片601在垂直于第一金属层1所在平面的方向上的正投影覆盖蝶形缝隙501，本实施例通过在每个谐振腔203上方耦合SIW蝶形缝隙501天线、在蝶形缝隙501上方耦合辐射贴片，不仅可以避免通用电缆连接带来的损耗，易于集成、减小天线尺寸，并且SIW蝶形缝隙501天线与谐振腔203耦合在实现滤波功能的同时，五组蝶形缝隙501天线组成阵列，提高了增益。

此外，上述感性窗口204的宽度决定了两个SIW谐振腔203的耦合强度，本实施例中感性窗口204的宽度可以为0.78mm，第一共面波导101与第二共面波导102尺寸相同，示例性地，第一共面波导101的宽度为0.54mm，微带线宽度为0.3mm，其进入SIW谐振腔203的长度决定了激励源与图3所示视角下最左侧SIW谐振腔203的耦合强度，可为0.6mm。

另外，需要说明的是，上述基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线中，第一金属层1、第一介质层2、第二金属层3、第二介质层4、第三金属层5和第三介质层6的尺寸大小实际上是相同的、并且各层的边界均重合，图1仅用于示意各金属层和介质层的结构。

可选地，如图4所示，第二金属层3还包括多个第三通孔302，第三通孔302形成五个第一矩形区域303；

第一矩形区域303均沿第一方向x延伸并沿第二方向y排列，五个第一窗口301分别位于五个第一矩形区域303内，任意相邻的两个第一矩形区域303中的第一窗口301在第一方向x上交错排布。

具体而言，第二金属层3包括多个第三通孔302，第三通孔302的排布方式与第二通孔401相同，第三通孔302将第二金属层3划分为五个沿第一方向x延伸并沿第二方向y排列的第一矩形区域303，而五个第一窗口301分别位于五个第一矩形区域303中，在图4所示视角下，相邻两个第一矩形区域303中的第一窗口301上下交错排布，此种设计方式可以获得更好的耦合效果。

一般来说，SIW谐振腔203与微带贴片601的耦合强度由第一窗口301的尺寸和位置决定，以平行四边形的第一窗口301为例，其在宽度为0.25mm、长度为0.75mm，每个第一窗口301距离其所在的第一矩形区域303左侧边的距离为0.22mm，五个第一窗口301的大小均相等。

当然，在本发明的一些其他实施例中，五个第一窗口301也可以全部位于第一矩形区域303的同侧，本实施例对此不作限定。

可选地，第三金属层5还包括多个第四通孔502，第四通孔502的排布方式与第二介质层4中第二通孔401的大小及排布方式相同，形成了五个第二矩形区域503，第二矩形区域503均沿第一方向x延伸并沿第二方向y排列，五组蝶形缝隙501分别位于五个第二矩形区域503内，其中，第二矩形区域503与第一矩形区域303的大小相同。

可选地，如图6所示，每组蝶形缝隙501包括两个子缝隙501a，两个子缝隙501a分别沿第一方向x相对设置于第二矩形区域503的两端。也就是说，第三金属层5共包括十个子缝隙501a，每两个子缝隙501a构成一组蝶形缝隙501，在每个第二矩形区域503中，两个子缝隙501a在第一方向x上相对设置。进一步地，如图7所示，第三介质层6的第一表面包括十个微带贴片601，沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，十个微带贴片601的正投影分别覆盖十个子缝隙501a，从而在蝶形缝隙501上方形成耦合的微带贴片601。应当理解，由于十个微带贴片601和十个子缝隙501a一一对应设置，因此子缝隙501辐射的能量更容易集中到微带贴片601上，进而改善辐射效果。

图8是本发明实施例提供的第三金属层的另一种结构示意图。如图8所示，在本申请的一些其他实施例中，每组蝶形缝隙501可以仅包括一个子缝隙501a，任意相邻的两个子缝隙501a在第一方向x上交错排布，且沿垂直于第一金属层1所在平面的方向，子缝隙501a的正投影与所述第一窗口301不交叠。

具体地，请结合图4及图8，在图4所示的第二金属层3中，五个第一窗口301分别位于五个第一矩形区域303的下方、上方、下方、上方和下方，则在图8所示的第三金属层5中，五个子缝隙501a采用与五个第一窗口301相反的方式交错排布，即五个子缝隙501a分别位于第二矩形区域503的上方、下方、上方、下方和上方。本实施例通过将五个子缝隙501a和五个第一窗口301交叉设置，能够改善滤波效果，反射损耗S11曲线效果也更好。

此外，需要说明的是，第三介质层6中微带贴片601的数量应当根据第三金属层5中子缝隙501a的数量灵活调整。例如，当第三金属层5仅包括五个子缝隙501a时，第三介质层6也仅包括五个微带贴片601，五个微带贴片601在垂直于第一金属层1所在平面的方向上的正投影分别覆盖五个子缝隙501a。

可以理解的是，微带贴片601的辐射强度由子缝隙501a的尺寸及位置决定，本实施例中子缝隙501a在第一方向x上的宽度为0.7mm、在第二方向y上的长度为1.12mm，各个子缝隙501a的尺寸均相同。

显然，本实施例采用SIW蝶形缝隙501天线，增大了带宽，同时在蝶形缝隙501贴片上方耦合微带贴片601，也有利于增加增益，通过采用多输入多输出的方式，改善了在工作频段的增益曲线。

可选地，第三介质层6包括介电常数为2.2、损耗正切为0.0009、单层厚度为0.127mm的duroid 5880罗杰斯材料，第三介质层6的厚度为四层厚度，即第三介质层6的厚度为0.508mm。

本实施例中，微带贴片601的谐振频率与SIW谐振腔203的中心频率相等。

示例性地，微带贴片601的谐振频率为95GHz、以主模为工作模式，第一介质层2同样采用duroid 5880罗杰斯材料，其厚度为一层厚度，即0.127mm，第一通孔201的直径为0.2mm、相邻两个第一通孔201的间距为0.35mm，SIW谐振腔203的中心频率可以按照如下公式计算：

式中，m表示SIW谐振腔203的横边为中心频率波长的倍数，n表示SIW谐振腔203的纵边为中心频率波长的倍数，m、n两个参数共同决定了SIW谐振腔203的工作波模式。在主模工作模式下，可以设置m＝3、n＝1，ε_r表示介质的相对介电常数，c表示真空中的光速。

进一步地，W_eff和L_eff分别表示SIW谐振腔203的实际宽度和实际长度，W_eff及L_eff的确定需要利用SIW谐振腔203的实际长度和宽度进行修正，修正公式如下所示：

式中，D表示第一通孔201的直径，S表示相邻两个第一通孔201的间距，W_eff表示SIW谐振腔203的实际宽度，L_eff表示SIW谐振腔203的实际长度，计算得到W_eff＝4.71mm、L_eff＝1.52mm。

可选地，按照如下公式计算微带贴片601在第一方向x上的宽度：

其中，ε_r表示介质的相对介电常数，f₁表示微带贴片601工作的中心频率，c表示真空中的光速，W₁为微带贴片601在第一方向x上的宽度；

按照如下公式计算微带贴片601在第二方向y上的长度：

其中，ε_e表示有效介电常数，h表示第三介质层的厚度，

本实施例中，微带贴片601在第一方向x上的宽度W₁＝1.1mm、在第二方向y上的长度L₁＝1.1mm。

进一步地，采用三维电磁全波仿真软件HFSS_18.0对上述滤波天线进行三维建模，仿真模型的反射损耗S11结果如图9所示，增益随频率变化图如图10所示。

由图9可知，带宽为4.86GHz，中心频率为94.23GHz，低于初始频率0.77GHz，这是由于感性窗口与第一窗口均属于磁耦合孔，磁耦合降低了谐振单元的中心频率所致。另外，从图10可见，本次仿真增益在10dB以上的频率范围是92.67GHz到96.52GHz，最大频率为14.55dB。

通过上述各实施例可知，本发明的有益效果在于：

本发明提供一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，包括第一金属层、以及依次设置于第一金属层一侧的第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层和第三介质层；其中，沿垂直于第一金属层所在平面的方向，五个电磁屏蔽腔的正投影分别与五个SIW谐振腔的正投影重合，五个第一窗口的正投影分别位于五个SIW谐振腔内，五组蝶形缝隙的正投影分别位于五个电磁屏蔽腔内，本发明通过使五组蝶形缝隙天线与五个SIW谐振腔耦合，并采用多输入多输出及折叠式结构，不仅使滤波天线具有优良的滤波性能和辐射性能，同时也具有较小的尺寸，解决了现有技术中滤波天线尺寸偏大、不易集成的问题。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管在此结合各实施例对本申请进行了描述，然而，在实施所要求保护的本申请过程中，本领域技术人员通过查看所述附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现所述公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，包括：

第一金属层，包括相对设置的第一共面波导和第二共面波导；

第一介质层，位于所述第一金属层的一侧，包括多个第一通孔；所述第一通孔形成两个输入窗口及五个SIW谐振腔，相邻的两个所述SIW谐振腔之间包括感性窗口，且沿垂直于第一金属层所在平面的方向，两个输入窗口的正投影分别与所述第一共面波导和所述第二共面波导的正投影交叠；

第二金属层，位于所述第一介质层远离所述第一金属层的一侧，包括五个第一窗口；

第二介质层，位于所述第二金属层远离第一介质层的一侧，包括多个第二通孔，所述第二通孔形成五个电磁屏蔽腔；

第三金属层，位于所述第二介质层远离所述第二金属层的一侧，包括五组蝶形缝隙；沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述五个电磁屏蔽腔的正投影分别与所述五个SIW谐振腔的正投影重合，所述五个第一窗口的正投影分别位于所述五个SIW谐振腔内，所述五组蝶形缝隙的正投影分别位于所述五个电磁屏蔽腔内；

第三介质层，位于所述第三金属层远离所述第二介质层的一侧；所述第三介质层包括远离第三金属层的第一表面，所述第一表面包括多个与所述蝶形缝隙对应的微带贴片。

2.根据权利要求1所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述第二金属层还包括多个第三通孔，所述第三通孔形成五个第一矩形区域；

所述第一矩形区域均沿第一方向延伸并沿第二方向排列，所述五个第一窗口分别位于五个第一矩形区域内，任意相邻的两个第一矩形区域中的第一窗口在第一方向上交错排布。

3.根据权利要求2所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述第一窗口为四边形。

4.根据权利要求2所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述第三金属层还包括多个第四通孔，所述第四通孔形成五个第二矩形区域，所述第二矩形区域均沿第一方向延伸并沿第二方向排列，五组蝶形缝隙分别位于五个第二矩形区域内。

5.根据权利要求4所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，每组蝶形缝隙包括两个子缝隙，两个子缝隙分别沿第一方向相对设置于第二矩形区域的两端。

6.根据权利要求5所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述第一表面包括十个微带贴片；

沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述十个微带贴片的正投影分别覆盖十个子缝隙。

7.根据权利要求4所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，每组蝶形缝隙包括一个子缝隙，任意相邻的两个子缝隙在第一方向上交错排布，且沿垂直于第一金属层所在平面的方向，所述子缝隙的正投影与所述第一窗口不交叠。

8.根据权利要求1所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述微带贴片的谐振频率与所述SIW谐振腔的中心频率相等。

9.根据权利要求1所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，所述第三介质层包括介电常数为2.2、损耗正切为0.0009、单层厚度为0.127mm的duroid 5880罗杰斯材料，所述第三介质层的厚度为四层厚度。

10.根据权利要求1所述的基于SIW结构的MIMO多腔蝶形滤波天线，其特征在于，按照如下公式计算所述微带贴片在第一方向上的宽度：

其中，ε_r表示介质的相对介电常数，f₁表示微带贴片工作的中心频率，c表示真空中的光速，W₁为微带贴片在第一方向上的宽度；

按照如下公式计算所述微带贴片在第二方向上的长度：

其中，ε_e表示有效介电常数，h表示所述第三介质层的厚度，

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