[发明专利]一种毫米波宽带滤波天线及其构成的MIMO天线阵列

说明书

本发明公开了一种毫米波宽带滤波天线及其构成的MIMO天线阵列，从下往上包括两个垂直极化的馈电网络、馈电贴片及加载缺陷结构的寄生贴片；所述两个垂直极化的馈电网络结构相同，且上下间隔设置，所述馈电网络包括介质基板，所述介质基板的一个表面印制加载缝隙的金属地板，其另一表面印制末端延长型的馈电微带线；所述馈电贴片与其上层的寄生贴片耦合；所述末端延长型的馈电微带线是指将馈电微带线经过缝隙耦合后的部分延伸，并将延伸部分进行任意形状的弯折。本发明的辐射性能既能实现高滚降的滤波特性和高隔离度，又尽量保证不引入额外的插损以及多余的结构带来的占用面积。

技术领域

本发明涉及射频通信领域，具体涉及一种毫米波宽带滤波天线及其构成的MIMO天线阵列。

背景技术

无线通信的进阶式发展使得低频频谱资源愈发紧张，可以预见的是，未来毫米波将加快进入5G战场。毫米波指的是频率在30GHz-300GHz范围内的电磁波，其对应的波长范围为1mm-10mm。近年来，由于频谱资源拥挤的现状，以及对高速通信需求的持续增长，毫米波领域已经成为国际电磁波频谱资源研究、开发和利用的一个极其活跃的领域，毫米波频段拥有着大量连续的频谱资源，为超高速宽带无线通信的实现提供了可能。

多输入多输出(MIMO)技术，是近年来无线通信的重要技术之一，该技术在不额外增加频谱资源和天线发射功率的情况下，能成倍的提高收发系统的信道容量，大大提高频谱利用率，被视为下一代移动通信的核心技术。此外，在大规模MIMO天线阵列中应用波束赋形技术能充分利用无线资源的空间可分隔性，进一步提高无线移动通信系统对于无线资源的利用率，并从根本上提高系统容量。

封装天线(AIP)技术是通过封装材料与工艺，将天线集成在携带芯片的封装内，使天线更靠近芯片，减少互连损耗。AIP技术很好的兼顾了天线的性能、成本及体积，代表近年来天线技术的重大成就。

在基于射频集成芯片设计的收发信机中，天线封装于其中，而滤波器不适合集成在芯片里面，因为Q值太低；假如将滤波器单独封装，则需要滤波器与天线、滤波器与芯片的互连，在毫米波频段损耗较大；此外纯粹靠滤波器来实现抑制并且尽量降低损耗，则对滤波器的Q值要求高，为此采用分布式滤波的方法，将滤波与天线集成在一起，极大减轻了射频芯片电路中滤波器的设计难度。

在现有的毫米波滤波天线设计中，要考虑如何扩展带宽，并实现通带边沿具有快速滚降的频率选择性和一定的带外抑制能力。此外，要能适用于构成高集成大规模MIMO阵列，还要求双极化天线单元的两个端口之间实现高隔离度以及天线单元具备小型化特点。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种毫米波宽带滤波天线及其构成的MIMO天线阵列。

本发明天线的辐射性能既能实现高滚降的滤波特性和高隔离度，又尽量保证不引入额外的插损以及多余的结构带来的占用面积，以便天线单元能以很小的间隔组成大规模的阵列，实现尽量宽角度的波束扫描能力。

本发明采用如下技术方案：

一种毫米波宽带滤波天线，从下往上包括

两个垂直极化的馈电网络；

所述两个垂直极化的馈电网络结构相同，且上下间隔设置，所述馈电网络包括介质基板，所述介质基板的一个表面印制加载缝隙的金属地板，其另一表面印制末端延长型的馈电微带线；

馈电贴片；

及加载缺陷结构的寄生贴片，所述馈电贴片与其上层的寄生贴片耦合；

所述末端延长型的馈电微带线是指将馈电微带线经过缝隙耦合后的延伸，并将延伸部分进行任意形状的弯折。

优选的，馈电微带线的延伸长度为辐射抑制零点位置频率的二分之一等效波长。