CN218632461U - 三波束可切换高增益滤波双工天线及无线传输设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种三波束可切换高增益滤波双工天线及无线传输设备，该天线包括：圆形部分反射表面；阶跃式反射环，间隔设置于圆形部分反射表面的一侧，阶跃式反射环与圆形部分反射表面构成一法布里珀罗谐振腔；介质基板，设置于阶跃式反射环远离圆形部分反射表面的一侧，介质基板相对的两侧表面分别有金属地层及三个天线传输单元，金属地层开设有三条缝隙；每一天线传输单元对应一条缝隙设置，以形成一个滤波双工天线单元，三个滤波双工天线间隔设置于法布里珀罗谐振腔的底部；每一天线传输单元设置有一组基片集成波导腔，以对通过基片集成波导腔内的电磁波进行滤波。本实用新型天线能够实现增益滤波、双工高增益和波束切换的三种性能。

Description

三波束可切换高增益滤波双工天线及无线传输设备

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，特别涉及一种三波束可切换高增益滤波双工天线及无线传输设备。

背景技术

天线、双工器和滤波器是多频段通信中必不可少的元件。天线用来接收和发射信号，双工控制着天线的接收和发射并且对信号进行选择性过滤。在传统的无线通信系统中，它们被独立设计，通过传输线来连接。这不仅会占用额外的空间，还会给系统带来级联损耗。如今，可以通过集成化设计将三者有机结合在一起来解决这两个问题，同时以满足未来无线通信系统对高集成度的要求，即滤波天线，双工天线等集成化设计结构应运而生。

传统的双工天线增益较低，在传输过程中能量衰减补偿不够，在未来通信质量要求越来越高的基站系统中将面临众多挑战，而且传统的双工天线波束固定，使得波束覆盖范围有限。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提出一种三波束可切换高增益滤波双工天线及无线传输设备，旨在提出一种具有增益滤波、高增益和波束切换的三种性能的天线。

为实现上述目的，本实用新型提出一种三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，所述三波束可切换高增益滤波双工天线包括：

圆形部分反射表面；

阶跃式反射环，间隔设置于所述圆形部分反射表面的一侧，所述阶跃式反射环与所述圆形部分反射表面构成一法布里珀罗谐振腔；

介质基板，设置于所述阶跃式反射环远离所述圆形部分反射表面的一侧，所述介质基板靠近所述阶跃式反射环的一侧表面上设置有金属地层，所述金属地层开设有三条缝隙；

所述介质基板上还设置有三个天线传输单元，每一所述天线传输单元对应一条所述缝隙设置，以形成一滤波双工天线，三个所述滤波双工天线间隔设置于所述法布里珀罗谐振腔的底部；每一所述天线传输单元设置有一组基片集成波导腔，以对通过所述基片集成波导腔内的电磁波进行滤波。

可选地，每一所述天线传输单元还包括：

两个天线端口，相对设置于所述介质基板的两侧边；

两条微带线，两个所述微带线自所述天线端口相向延伸至一组所述基片集成波导腔，以与一组所述基片集成波导腔中对应的基片集成波导腔分别形成一天线信道，两个所述信道工作频率不同，且相互靠近。

可选地，每组所述基片集成波导腔包括：

覆铜区，两端分别连接两条所述微带线，所述缝隙开设于所述覆铜区内；

多个金属通孔，绕设于所述覆铜区的周侧；每一所述金属通孔连通所述覆铜区及金属地层。

可选地，每组所述基片集成波导腔设置有四个基片集成波导腔，两两所述基片集成波导腔分设于一所述缝隙的两侧。

可选地，四个所述基片集成波导腔中包括两个半模圆腔及两个全模矩形腔；其中，

两个所述半模圆腔靠近所述缝隙设置，两个所述全模矩形腔靠近各自对应的所述微带线设置。

可选地，位于同一侧的所述全模矩形腔与所述半模圆腔通过多个所述金属通孔形成的金属通孔墙区分开。

可选地，每一所述金属通孔墙还开设有耦合窗，以连通所述全模矩形腔与所述半模圆腔。

可选地，其特征在于，所述阶跃式反射环内部刻蚀有三个空心环，三个所述空心环呈阶梯设置。

可选地，所述圆形部分反射表面还凸设有多个安装部；

所述三波束可切换高增益滤波双工天线还包括：

多个金属支撑柱，所述金属支撑柱一端固定于所述介质基板，每一所述金属支撑柱的另一端贯穿所述阶跃式反射环与一所述安装部固定。

本实用新型还提出一种无线传输设备，所述无线传输设备包括如上所述三波束可切换高增益滤波双工天线。

本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线通过设置圆形部分反射表面，并将阶跃式反射环间隔设置于圆形部分反射表面的一侧，以使阶跃式反射环与所述圆形部分反射表面构成一法布里珀罗谐振腔，本实用新型同时还设置有介质基板，介质基板设置于所述阶跃式反射环远离所述圆形部分反射表面的一侧，介质基板靠近所述阶跃式反射环的一侧表面上设置有金属地层，该金属地层开设有三条缝隙；该介质基板上还设置有三个天线传输单元，每一天线传输单元对应一条缝隙设置，以使一天线传输单元与一缝隙能够形成一滤波双工天线。三个所述滤波双工天线间隔设置于法布里珀罗谐振腔的底部，每一天线传输单元设置有一组基片集成波导腔，以对通过基片集成波导腔内的电磁波进行滤波。本实用新型可以在一个低剖面双工天线的基础上实现了增益滤波、双工高增益和波束切换的三种性能，可以有效应对未来更加复杂的通信系统对天线终端性能和功能的挑战。本文明提出的滤波双工天线基于频分复用技术和基片集成波导腔滤波技术，利用不同的频率实现收发的功能，即实现了双工器和滤波天线的结合。它的收发端的增益呈现选择性滤波响应，并且收发端之间实现了较高的隔离度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线一实施例的结构示意图；

图2为本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线一实施例的截面示意图；

图3为本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线一实施例的俯视图；

图4为图1中介质基板一实施例的结构示意图；

图5为图1中介质基板另一实施例的结构示意图；

图6-图8为为本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线的具体尺寸图；

图9为本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统的各端口S参数、增益随频率变化情况；

图10本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统的各端口隔离度随频率变化情况；

图11本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统当左端口被激励时波束偏转方向图示意；

图12本实用新型三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统当右端口被激励时波束偏转方向图示意。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				10	圆形部分反射表面	32a	天线端口
20	阶跃式反射环	32b	微带线
				30	介质基板	32c	覆铜区
40	金属支撑柱	32d	金属通孔
				11	安装部	32e	半模圆腔
31	金属地层	32f	全模矩形腔
				31a	缝隙	32g	耦合窗
32	天线传输单元

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本实用新型提出一种三波束可切换高增益滤波双工天线。

为了解决上述问题，本实用新型提出一种三波束可切换高增益滤波双工天线，参照图1至图11，在本实用新型一实施例中，该三波束可切换高增益滤波双工天线包括：

圆形部分反射表面10；

阶跃式反射环20，间隔设置于所述圆形部分反射表面10的一侧，所述阶跃式反射环20与所述圆形部分反射表面10构成一法布里珀罗谐振腔；

介质基板30，设置于所述阶跃式反射环20远离所述圆形部分反射表面10的一侧，所述介质基板30靠近所述阶跃式反射环20的一侧表面上设置有金属地层31，所述金属地层31开设有三条缝隙31a；

所述介质基板30上还设置有三个天线传输单元32，每一所述天线传输单元32对应一条所述缝隙31a设置，以形成一滤波双工天线，三个所述滤波双工天线间隔设置于所述法布里珀罗谐振腔的底部；每一所述天线传输单元32设置有一组基片集成波导腔，以对通过所述基片集成波导腔内的电磁波进行滤波。

在一实施例中，所述阶跃式反射环20内部刻蚀有三个空心环20a，三个所述空心环20a呈阶梯设置。

本实施例中，为了实现优越的高增益和波束切换性能，本实施例的部分反射表面的介电常数可选为6。跃式反射环的材料为金属铝合金，所述阶跃式反射环20的高度、内环的数量和内环的半径以及厚度之比对整个天线的增益和方向图有很大的影响。在实际应用时，可以在其内部按一定高度和半径比例刻蚀多个空心环20a，为了权衡天线的增益和波束切换的性能，所述阶跃式反射环20采用轻量型的铝合金进行制造，本实施例可选内环数量为3。跃式反射环与设置于其上方的圆形部分反射表面10共同构成了一个法布里珀罗谐振腔。所述部分反射表面与所述阶跃式反射环20的距离与天线的工作频率相关。部分反射表面厚度与所选材料的介电常数相关，且对天线的增益影响很大。

本实施例中，通过确定介质板介电常数及厚度，以及调节基片集成波导通孔的间距和半径，可以调节两个功能的阻抗匹配特性。介质基片的材料可选为Rogers 5880(tm)，介质基片具有相对设置的第一侧表面和第二侧表面，第一侧表面为靠近阶跃式反射环20的一侧，第二侧表面为远离阶跃式反射环20的一侧，金属地层31设置于第一侧表面，三个天线传输单元32设置于第二侧表面。金属地层31和三个天线传输单元32可以是贴片形式设置于介质基板30上，也可以是经光刻刻蚀的镀层，例如金属地层31和三个天线传输单元32可以通过印制电路布线工艺的方式分别形成在介质基板30的两侧表面上。具体而言，可以通过覆铜和刻蚀的方式在介质基板30上形成金属地层31和三个天线传输单元32的电路走线。或者，将成型的金属地层31和三个天线传输单元32的电路走线贴设于介质基板30上，或者通过其他工艺压合至介质基板30上。金属地层31和三个天线传输单元32可以采用金属铜箔来实现，也可以采用其他金属材质或者非金属导电材质的材料来制得。其中，介质基板30的厚度、尺寸及形状可以根据实际应用产品及应用环境等进行设置，以满足不同的应用需求。在一具体实施例中，介质基板30的形状可以为方形，例如为长方形或者正方形，介质基板30的形状也可以为圆形。本实施例可选为在介质基板30的上表面(第一侧表面)刻蚀一层金属铜，该金属铜作为天线的反射地，也即金属地层31。这层金属铜开了三个非金属缝隙31a，以使得天线的电磁波可以通过缝隙31a辐射到介质基板30外。非金属缝隙31a的长度由天线的工作频率决定。同时在介质基板30的下表面(第二侧表面)刻蚀三个天线传输单元32，这三个天线传输单元32与上表面的缝隙31a一起构成三个滤波双工天线。

基片集成波导腔体对通过其中的电磁波具有过滤选择作用，通过设计和调整其宽度、长度和耦合窗32g的大小，让符合天线的谐振频率关系的电磁波通过，使电磁波到达缝隙31a进行辐射。从每条缝隙31a出来的电磁波传播到法布里珀罗谐振腔，经过谐振腔的多次反射和相位调整的作用，使得滤波双工天线的增益得到提高。三个滤波双工天线之间间隔设置，并且按一定间距依次放置在法布里珀罗谐振腔的圆环底部，以实现波束切换，三个天线传输单元32之间的距离对影响波束切换的幅度和每个波束的增益大小。其中，当中间的滤波双工天线的信道被激励时，波束指向正上方，而当两侧的滤波双工天线的信道被激励时，波束偏向+-x轴的某个角度。每个天线传输单元32可以由两个端口、两条微带线32b、四个基片集成波导腔等来实现。其中，基片集成波导腔由介质基片、介质基片上下表面的金属铜和连通它们的金属通孔32d来实现。每个端口通过一条微带线32b与两个基片集成波导腔相连，构成一条天线信道。介质基板30两边伸长了一部分以放置法布里珀罗谐振腔。

本实用新型在一个低剖面双工天线的基础上实现了增益滤波、双工高增益和波束切换的三种性能，可以有效应对未来更加复杂的通信系统对天线终端性能和功能的挑战。本文明提出的滤波双工天线基于频分复用技术和基片集成波导腔滤波技术，利用不同的频率实现收发的功能，即实现了双工器和滤波天线的结合。它的收发端的增益呈现选择性滤波响应，并且收发端之间实现了较高的隔离度。传统的双工天线增益较低，在传输过程中能量衰减补偿不够，在未来通信质量要求越来越高的基站系统中将面临众多挑战，而且传统的双工天线波束固定，使得波束覆盖范围有限。具有波束可切换功能的高增益双工天线不仅可以应对传播损耗和有限的传输功率所带来的不利处境，还能够实现大覆盖范围的高质量通信，可以满足未来高精度扫描技术和定点通信技术对天线终端的要求。

参照图1至图5，在一实施例中，每一所述天线传输单元32还包括：

两个天线端口32a，相对设置于所述介质基板30的两侧边；

两条微带线32b，两个所述微带线32b自所述天线端口32a相向延伸至一组所述基片集成波导腔，以与一组所述基片集成波导腔中对应的基片集成波导腔分别形成一天线信道，两个所述信道工作频率不同，且相互靠近。

本实施例中，每个端口通过一条微带线32b与两个基片集成波导腔相连，构成一条天线信道。如此，使得一个天线传输单元32能够形成两条天线信道，并且每个天线传输单元32具有两条承载不同工作频率的信道。两条信道分别负责接收和发射的功能，且相互靠近，因此，一个滤波双工天线可以在介质基片上形成。本实用新型中的滤波双工天线单元，可以通过调节其微带线32b与基片集成波导腔体间的过渡结构，来优化相应端口的阻抗匹配。本实用新型中的波束切换效果，可以通过调节三个滤波双工天线单元之间的距离，来调节各个端口工作时的波束偏转的角度。本实用新型实例沿介质基板30的两个短边各设置有3个端口，也即本实用新型天线共6个端口。其中，一短边三个端口的中心工作频率在9.5GHz，另一短边三个端口的工作频率为10.75GHz。各个端口的增益响应呈现高增益滤波特性，方向图的交叉极化均低于-20dBi。当单独激励每边的各个端口时，在H面的波束分别可以往0°、17°和-17°这三个角度偏转。

参照图1至图5，在一实施例中，每组所述基片集成波导腔包括：

覆铜区32c，两端分别连接两条所述微带线32b，所述缝隙31a开设于所述覆铜区32c内；

多个金属通孔32d，绕设于所述覆铜区32c的周侧；每一所述金属通孔32d连通所述覆铜区32c及金属地层31。

本实施例中，基片集成波导腔在介质基板30上形成，介质基板30的上下两面分别设置有金属层，其中一层金属层用来制作天线的金属地层31，另一层金属层，也即覆铜区32c则构成天线传输单元32，覆铜区32c的四周均匀开设有大致呈矩形布置的腔体导电通孔，金属地层31和覆铜区32c通过腔体导电通孔，也即金属通孔32d连通；具体的，矩形布置的腔体导电通孔的长边边和短边边分别与介质基板30的长边和短边相平行，矩形布置的金属通孔32d所围区域即为基片集成波导腔。其中，覆铜区32c可以采用覆铜、刻蚀等工艺制得，金属通孔32d则可以由PCB工艺中的电镀手段完成。

参照图1至图5，在一实施例中，每组所述基片集成波导腔设置有四个基片集成波导腔，两两所述基片集成波导腔分设于一所述缝隙31a的两侧。

本实施例中，四个所述基片集成波导腔中包括两个半模圆腔32e及两个全模矩形腔32f；其中，

两个所述半模圆腔32e靠近所述缝隙31a设置，两个所述全模矩形腔32f靠近各自对应的所述微带线32b设置。位于同一侧的所述全模矩形腔32f与所述半模圆腔32e通过多个所述金属通孔32d形成的金属通孔32d墙区分开。每一所述金属通孔32d墙还开设有耦合窗32g，以连通所述全模矩形腔32f与所述半模圆腔32e。

本实施例中，以每个天线传输单元32所对应的缝隙31a为参考，一个全模矩形腔32f与一个半模圆腔32e依次连通于端口与缝隙31a之间，同理，另一个全模矩形腔32f与另一个半模圆腔32e也依次连通于端口与缝隙31a之间。一个端口通过微带线32b依次与全模矩形腔32f、半模圆腔32e相连，构成一条天线信道。如此，一个天线传输单元32能够具有两条承载不同频率的信道，两条信道分别负责接收和发射的功能。对于每条信道中的两个基片集成波导腔，靠近缝隙31a的腔为半模圆腔32e，靠近微带线32b处的腔为全模矩形腔32f，它们由一排金属通孔32d墙区分开。另外，金属通孔32d墙的中间开了一个耦合窗32g，来连通两个不同模的腔体，以便控制两个腔体的耦合度。本实用新型中的滤波双工天线单元，可以通过调节两个基片集成波导腔体间的金属孔耦合窗32g的宽带和位置，来调节相应端口处增益响应的带外滤波选择性。本实用新型中的天线高增益和波束切换效果，可以通过调节部分反射表面离地面的高度，以及阶跃式金属环内径的数量、半径和厚度之比，来调节各个端口工作时的增益大小和方向图特性。

参照图1至图5，在一实施例中，所述圆形部分反射表面10的边沿还凸设有多个安装部11；

所述三波束可切换高增益滤波双工天线还包括：

多个金属支撑柱40，所述金属支撑柱40一端固定于所述介质基板30，每一所述金属支撑柱40的另一端贯穿所述阶跃式反射环20与一所述安装部11固定。

本实施例中，圆形部分反射表面10，阶跃式反射环20，以及介质基板30由上至下依次排布，介质基板30被放置在整个天线的底部，通过四个螺丝钉和金属支撑柱40与在其之上的阶跃式反射环20和圆形部分反射表面10固定，使得介质基板30，以及设置于其上的阶跃式反射环20和圆形部分反射表面10组合在一起，形成三波束可切换高增益滤波双工天线。

结合实验对上述的一种基于法布里珀罗谐振腔的三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统的传输和辐射特性做进一步说明：

该三波束可切换高增益滤波双工天线包括：一层圆形部分反射表面10，一层阶跃式反射环20，一层介质基板30；所述部分反射表面由介电常数为6的材料构成，被四个螺丝钉和支撑柱固定在整个天线的顶部；所述阶跃式反射环20的材料为金属铝合金，在其内部按一定高度和半径比例刻蚀了三个空心环20a，其与上方的圆形部分反射表面10共同构成了一个法布里珀罗谐振腔。阶跃式反射环20有助于实现更精确的相位优化，使得天线的增益高于普通的非阶跃式平面反射结构；所述介质基板30的材料为Rogers 5880，被放置在整个天线的底部，通过四个螺丝钉和支撑柱与在其之上的阶跃式反射环20和圆形部分反射表面10组合在一起。介质基板30的上表面刻蚀了一层金属铜，以充当天线的反射地。这层金属铜开了三个非金属缝隙31a，以使得天线的电磁波可以通过缝隙31a辐射到介质基板30外。介质基板30的下表面刻蚀了三个天线传输单元32，这三个天线传输单元32与上表面的缝隙31a一起构成三个滤波双工天线。所述每个天线传输单元32由两个端口、两条微带线32b、四个基片集成波导腔构成。其中，基片集成波导腔是由介质基片、介质基片上下表面的金属铜和连通它们的金属通孔32d构成。每个端口通过一条微带线32b与两个基片集成波导腔相连，构成一条天线信道。对于每条信道中的两个基片集成波导腔，靠近缝隙31a的腔为半模圆腔32e，靠近微带线32b处的腔为全模矩形腔32f，它们由一排金属通孔32d墙区分开。另外，金属通孔32d墙的中间开了一个耦合窗32g，来连通两个不同模的腔体，以便控制两个腔体的耦合度。本实用新型设置的基片集成波导腔体对通过其中的电磁波具有过滤选择作用，通过设计和调整其宽度、长度和耦合窗32g的大小，让符合它的谐振频率关系的电磁波通过，使之到达缝隙31a进行辐射。通过设计不同大小的腔体，使得每个天线传输单元32具有两条承载不同频率的信道。两条信道分别负责接收和发射的功能，因此，一个滤波双工天线在介质基片上形成。从每条缝隙31a出来的电磁波传播到法布里珀罗谐振腔，经过谐振腔的多次反射和相位调整的作用，使得滤波双工天线的增益得到提高。为了实现波束切换，三个滤波双工天线按一定距离放置在法布里珀罗谐振腔的圆环底部。当中间的信道被激励时，波束指向正上方，而当旁边的信道被激励时，波束偏向+-x轴的某个角度。

参照图6、7和图8可知，图5、6和图7为天线的具体尺寸，该天线的具体尺寸如表1(单位：mm)所示。

表1

参照图9所示，该图显示了HFSS仿真软件测得的S参数和各偏转角度的增益曲线，从图中可以看出该三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统的两个工作频点分别为9.5GHz和10.75GHz。

其中，左端口激励的是10.75Ghz，右端口激励的是9.5Ghz。

结合图9、11和12，图11是三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统当左端口被激励时波束偏转方向图示意，图12是三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统当右端口被激励时波束偏转方向图示意。参照图5，当端口1或者2被激励时，H面的波束指向角度为0°，端口1的10.75GHz和端口2的9.5GHz的增益分别为15.8dBi和14.51dBi。

当端口3或4被激励时，H面的波束指向角度为17°，端口3的10.75GHz和端口4的9.5GHz在theta＝17°处增益分别为15.63dBi和12.41dBi。

当端口5或7被激励时，H面的波束指向角度为-17°，端口5的10.75GHz和端口7的9.5GHz在theta＝-17°处增益分别为15.61dBi和12.44dBi。

上述每个滤波双工天线单元的两个端口的增益曲线交点与增益顶点的间距均大于15dB，增益曲线呈现良好的滤波选择辐射特性，并且每个端口的波束的交叉极化均小于-30dBi。另外，参照图9，图9是三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统的各端口隔离度随频率变化情况，每个相互对向的端口之间的隔离度均大于29dB，其它端口之间的隔离度均小于-15dB。

由以上试验结果可知，本实用新型所提出一种基于法布里珀罗谐振腔的三波束可切换高增益滤波双工天线、无线传输设备及系统，在一个双工天线的基础上实现了增益滤波、高增益和波束切换的三种性能。

以上所述的实施例，只是本实用新型中经优化后所选择的具体实现方式之一，本领域的技术员在本实用新型技术方案范围内进行的修改或变化都应包含在本实用新型的保护范围之内。

本实用新型还提出一种无线传输设备，包括如上所述的三波束可切换高增益滤波双工天线；

该三波束可切换高增益滤波双工天线的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本实用新型无线传输设备中使用了上述三波束可切换高增益滤波双工天线，因此，本实用新型无线传输设备的实施例包括上述三波束可切换高增益滤波双工天线全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，所述三波束可切换高增益滤波双工天线包括：

圆形部分反射表面；

阶跃式反射环，间隔设置于所述圆形部分反射表面的一侧，所述阶跃式反射环与所述圆形部分反射表面构成一法布里珀罗谐振腔；

介质基板，设置于所述阶跃式反射环远离所述圆形部分反射表面的一侧，所述介质基板靠近所述阶跃式反射环的一侧表面上设置有金属地层，所述金属地层开设有三条缝隙；

所述介质基板上远离阶跃式反射环的一侧表面还设置有三个天线传输单元，每一所述天线传输单元对应一条所述缝隙设置，以形成一滤波双工天线，三个所述滤波双工天线间隔设置于所述法布里珀罗谐振腔的底部；每一所述天线传输单元设置有一组基片集成波导腔，以对通过所述基片集成波导腔内的电磁波进行滤波。

2.如权利要求1所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，每一所述天线传输单元还包括：

两个天线端口，相对设置于所述介质基板的两侧边；

两条微带线，两个所述微带线自所述天线端口相向延伸至一组所述基片集成波导腔，以与一组所述基片集成波导腔中对应的基片集成波导腔分别形成一天线信道，两个所述信道工作频率不同，且相互靠近。

3.如权利要求2所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，每组所述基片集成波导腔包括：

覆铜区，两端分别连接两条所述微带线，所述缝隙开设于所述覆铜区内；

多个金属通孔，绕设于所述覆铜区的周侧；每一所述金属通孔连通所述覆铜区及金属地层。

4.如权利要求3所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，每组所述基片集成波导腔设置有四个基片集成波导腔，两两所述基片集成波导腔分设于一所述缝隙的两侧。

5.如权利要求4所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，四个所述基片集成波导腔中包括两个半模圆腔及两个全模矩形腔；其中，

两个所述半模圆腔靠近所述缝隙设置，两个所述全模矩形腔靠近各自对应的所述微带线设置。

6.如权利要求5所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，

位于同一侧的所述全模矩形腔与所述半模圆腔通过多个所述金属通孔形成的金属通孔墙区分开。

7.如权利要求6所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，

每一所述金属通孔墙还开设有耦合窗，以连通所述全模矩形腔与所述半模圆腔。

8.如权利要求1-7任意一项所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，所述阶跃式反射环内部刻蚀有三个空心环，三个所述空心环呈阶梯设置。

9.如权利要求1-7任意一项所述的三波束可切换高增益滤波双工天线，其特征在于，所述圆形部分反射表面的边沿还凸设有多个安装部；

所述三波束可切换高增益滤波双工天线还包括：

多个金属支撑柱，所述金属支撑柱一端固定于所述介质基板，每一所述金属支撑柱的另一端贯穿所述阶跃式反射环与一所述安装部固定。

10.一种无线传输设备，其特征在于，所述无线传输设备包括如权利要求1-9任意一项所述三波束可切换高增益滤波双工天线。

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