[发明专利]一种双极化宽阻带的滤波天线及通信设备

说明书

本发明公开了一种双极化宽阻带的滤波天线及通信设备，包括介质基板、金属地板、金属辐射贴片、金属馈电臂、金属方环枝节、金属横枝节及金属探针，所述介质基板为矩形腔体结构，所述金属地板设置在介质基板的下表面，金属辐射贴片设置在介质基板上表面的中间位置，所述金属横枝节及金属方环枝节位于矩形腔体内，同层且相连，所述金属馈电臂位于金属方环枝节与金属辐射贴片之间，金属探针的一端与设置在金属地板上的圆孔构成同轴馈电结构，另一端穿过金属横枝节，与金属馈电臂的一端连接构成双极化差分馈电结构，金属探针与金属横枝节连接。该天线结构简单、可大大减少射频前端的体积且没有额外的插入损耗。

技术领域

本发明涉及天线领域，具体涉及一种双极化宽阻带的滤波天线及通信设备。

背景技术

随着5G时代的到来，大规模多输入多输出天线技术(MIMO)的发展成为5G应用的关键。为了在有限的空间容纳更多的射频收发通道以覆盖宽频应用，通信系统的发展趋于小型化、低功耗和多功能。射频系统前端的天线与滤波器是必不可少的无源器件，性能设计尤为重要。滤波器的主要功能是滤除噪声和多余的杂波等，而天线是收发信号的终端器件。一般来说，天线与滤波器是分立工作的，这不仅增大了系统损耗、降低了总体效率，几何尺寸也相对较大。为了优化射频前端的整体性能，国内外研究人员提出了滤波天线(filteringantenna/filtenna)的概念及设计，即将二者的功能融合成一个无源器件，实现滤波、辐射两种功能。这样的设计不仅可以减小系统的几何尺寸，也可以减小插入损耗，提高系统的整体效率。因此，应用于不同通信系统的滤波天线的设计很有意义。

MIMO技术的5G基站设计中，阵间去耦与小型化是阵列设计的重大挑战。在有限空间内聚集了多个频段的通道，其互耦会严重影响天线阵列的效率、辐射方向图。传统的提高不同频天线子阵间隔离的方法例如加载双工器，或在阵列间加载去耦网络，但会加大设计难度，或导致阵间距增大，难以小型化。相比之下，采用滤波天线单元组成的阵列可以使不同频段的天线单元紧凑、嵌套排列，缩小多频天线阵列的体积；由于天线单元具有良好的带外抑制功能，不同频段工作的单元不会相互干扰、相邻天线单元间的耦合也大幅度被抑制。这样的设计既满足系统小型化的需求，又能减少额外器件、电路的插入损耗。

在5G通信的毫米波频段，为了实现系统的多功能、小型化、低功耗，采用三维集成的垂直向封装技术集成多个系统模块已经成为发展趋势。天线本身是分布式器件，而滤波器在毫米波频段Q值太低，难以完全集成在芯片中，所以天线、滤波器都需经互联结构与后端的芯片连接。这样的设计损耗较大且体积难以再小型化，因此，可应用于毫米波及更高频段的“封装集成天线”的滤波天线设计可成为解决这一问题的方法之一。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明首要目的是提供一种基于LTCC技术的毫米波双极化宽阻带的滤波天线。该天线能在毫米波频段实现较高的增益以及较好的滤波性能。

本发明的次要目的是提供一种通信设备。

本发明采用的技术方案如下：

一种毫米波双极化宽阻带的滤波天线，包括介质基板、金属地板、金属辐射贴片、金属馈电臂、金属方环枝节、金属横枝节及金属探针，所述介质基板为矩形腔体结构，所述金属地板设置在介质基板的下表面，金属辐射贴片设置在介质基板上表面的中间位置，所述金属横枝节及金属方环枝节位于矩形腔体内，同层且相连，所述金属馈电臂位于金属方环枝节与金属辐射贴片之间，金属探针的一端与设置在金属地板上的圆孔构成同轴馈电结构，另一端穿过金属横枝节，与金属馈电臂的一端连接构成双极化差分馈电结构，金属探针与金属横枝节连接。

所述金属横枝节共四个，分别与金属方环枝节四个边的中点连接。

所述金属馈电臂共四个，其一端与金属探针连接，另一端指向矩形腔体的竖向中间轴线。

所述金属探针垂直设置。