[实用新型]垂直极化全向印刷滤波天线

说明书

技术领域

本实用新型属于通信技术应用领域，具体涉及一种垂直极化全向印刷滤波天线。 

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。天线是无线通信系统的关键部件，其中全向天线具有各向辐射特性相似的特点。现代通信系统要求低成本、易制作、易于与其他微波射频平面电路集成的天线。目前低频通信已经趋向饱和，于是，高频段、全向辐射、易制作、易集成的天线成为新的研究热点之一。 

垂直极化全向辐射单元可以采用偶极子实现，单个偶极子辐射增益有限，可以采用串馈阵列或者并馈阵列提高辐射增益。但是在较高频段，非平面结构的偶极子在加工方面难度高、复杂度高。平面结构的偶极子阵列需采用功率分配器进行馈电，同一个阵列中的辐射单元数目越多，馈电网络就越复杂。同时，随着频率的提高，比如在Ku波段，复杂的馈电网络又会带来损耗大，寄生辐射强等问题。 

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垂直极化全向印刷滤波天线，该天线易于制作、加工精度高，在较高频率，例如Ku波段(12.4GHz-18GHz)，尤其适用。 

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垂直极化全向印刷滤波天线，具有垂直极化全向辐射特性。 

一种垂直极化全向印刷滤波天线，从下到上依次为下表面金属层、介质层和上表面金属层；在所述上表面金属层的一端设有微带线，所述微带线通过微带渐变线和SIW传输线连接，所述SIW传输线通过渐变型印刷平行双线和第一串馈微带贴片阵列连接；在所述下表面金属层设有第二串馈微带贴片阵列。 

所述SIW传输线可为所述上表面金属层与下表面金属层之间的、穿过所述介质层的两排金属化通孔。 

在所述SIW传输线上，可设有由金属化通孔构成的SIW感性窗口滤波器的耦合窗口和谐振腔。 

所述第一串馈微带贴片阵列和第二串馈微带贴片阵列可分别包括多个金属贴片，相邻所述金属贴片由金属连接线连接。 

所述第一串馈微带贴片阵列和第二串馈微带贴片阵列可分别包括5个金属贴片。 

所述第一串馈微带贴片阵列的金属贴片和第二串馈微带贴片阵列的金属贴片可交叉地印刷在上表面金属层和下表面金属层。 

滤波天线的辐射单元采用串馈微带贴片阵列，微带贴片的数目将直接决定滤波天线的辐射增益，微带贴片数目越多，滤波天线增益越高，串馈微带贴片阵列具有垂直极化全向辐射特性，并且交叉极化特性良好。滤波天线的滤波器部分采用SIW(Substrate Integrated Waveguide，基片集成波导)感性窗口滤波器。辐射单元和滤波器部分都为平面结构，可以采用标准的PCB工艺制作，易实现、易集成、精度高、成本低，特别在高频段，例如Ku波段，可以有效解决电路尺寸小、制作难的问题。滤波天线对工作频带外信号具有良好的抑制效果。 

具有垂直极化全向辐射特性的印刷滤波天线为三层结构，中间是介质层，正面是上表面金属层，背面是下表面金属层，外形为长方形；在上表面金属层的一端连接有微带线，微带线通过微带渐变线和SIW传输线相连接；SIW传输线是由两排相距一定距离(SIW传输线宽度)的、上表面金属层与下表面金属层之间的、穿过介质层的金属化通孔构成；在SIW传输线上，设有由金属化通孔构成的SIW感性窗口滤波器的耦合窗口和谐振腔；SIW传输线通过渐变型印刷平行双线和串馈微带贴片阵列连接；串馈微带贴片阵列的金属贴片交叉地印刷在介质层的上表面和下表面；同表面的相邻金属贴片由金属连接线连接。 

有益效果：本实用新型基于印刷PCB工艺，采用具有垂直极化全向辐射特性的辐射单元和基于SIW技术的滤波器结构，设计出垂直极化全向印刷滤波天线。SIW感性窗口滤波器和辐射单元协同工作，只有通过SIW滤波器的信号才能激励辐射单元。SIW感性窗口滤波器作为射频前端滤波器和辐射单元直接相连，可以避免通用的电缆连接带来的损耗。 

SIW损耗小、寄生辐射极低、呈平面结构、易于采用标准PCB工艺加工，串馈微带贴片阵列同样易于采用标准PCB工艺加工。整个垂直极化全向印刷滤波天线易与其他微波射频电路集成。采用PCB工艺制作的垂直极化全向印刷滤波天线，加工精度高，在高频段，例如Ku波段，可以有效解决电路尺寸小、制作难的问题，同时加工成本低、易于批量生产。