[发明专利]一种毫米波双频双极化滤波天线

说明书

本发明公开了一种毫米波双频双极化滤波天线，包括从上往下依次层叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层、第三介质层、第四金属层、第四介质层、第五金属层、第五介质层和第六金属层。其中，第一金属层、第二金属层上设有微带方环形辐射单元、寄生耦合条带和辐射背腔，第四金属层设有全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔和带状线馈电线，第六金属层设有微带线馈电线。全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔上加载了谐振腔缝隙，以方便调节双模谐振频率。本发明能够实现毫米波双频双极化辐射，在两个频带上分别实现三阶滤波响应，抑制了天线带外能量泄露，提高了天线的频率选择性。

技术领域

本发明涉及微波毫米波天线领域，特别是涉及一种毫米波双频双极化滤波天线。

背景技术

随着第五代移动通信(5G)技术的快速发展，要求毫米波系统有更复杂的功能、更高的电性能指标、更小的体积和更轻的重量。集成滤波功能的毫米波天线能有效抑制带外噪声对系统的影响，降低收发系统对滤波器的指标要求，实现系统的小型化和高性能。同时，双频双极化天线能有效提高系统的数据吞吐量，实现高速通信。因此，毫米波双频双极化滤波天线对于5G毫米波通信技术具有重要意义。

对于毫米波滤波天线技术，相关专家学者已经开展了广泛的研究，并取得一系列的学术、技术成果。然而，就已公开的毫米波天线而言，在有限的空间内实现双频双极化滤波天线仍然是一个问题。目前大部分双极化滤波天线设计只支持单一频带，对于5G毫米波双频应用，仍然有改进的空间。

发明内容

技术问题：本发明的目的是提供一种能够提高双频阻抗带宽，抑制带外辐射的毫米波双频双极化滤波天线。

技术方案：为达到此目的，本发明的一种毫米波双频双极化滤波天线采用以下技术方案：

本发明的一种毫米波双频双极化滤波天线包括从上往下依次层叠的第一金属层、第一介质层、第二金属层、第二介质层、第三金属层、第三介质层、第四金属层、第四介质层、第五金属层、第五介质层和第六金属层；其中，第一金属层上设有顶层低频微带辐射单元和顶层高频微带辐射单元，第二金属层上设有内层低频微带辐射单元和内层高频微带辐射单元，第三金属层中设有两个相垂直设置的矩形槽，开两个第三金属层反焊盘，第四金属层上设有带状线馈电线和全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔；第五金属层上开第五金属层反焊盘，防止金属化通孔与第五金属层短路，第六金属层上的微带线馈电线，左侧馈电端口为端口一，右侧馈电端口为端口二。

其中：

所述第一金属层中央设有顶层高频微带辐射单元，顶层低频微带辐射单元位于顶层高频微带辐射单元的外周，在顶层低频微带辐射单元的外周设有金属化背腔孔为正方形排列，在顶层低频微带辐射单元的四个角与金属化背腔孔之间设有寄生耦合条带。

所述第二金属层中设有内层高频微带辐射单元，内层低频微带辐射单元位于内层高频微带辐射单元的外周，在内层低频微带辐射单元的外周设有金属化背腔孔为正方形排列，在内层低频微带辐射单元的四个角与金属化背腔孔之间设有寄生耦合条带。

所述第三金属层中设有两个相垂直设置的矩形槽，用于实现两个极化的带状线馈电网络中的全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔到内层低频微带辐射单元和内层高频微带辐射单元的耦合；第三金属层上还开两个第三金属层反焊盘，防止金属化通孔与第三金属层短路；金属化通孔实现两个极化的微带线馈电线与带状线馈电线的连接。

所述第四金属层包含两组内层馈电网络，每组带状线馈电网络包括金属化屏蔽孔、带状线馈电线和全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔；金属化屏蔽孔贯穿第三金属层、第三介质层、第四金属层、第四介质层、第五金属层、第五介质层和第六金属层，用于实现毫米波双频双极化滤波天线馈电网络的屏蔽；带状线馈电线直接连接全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔进行馈电；全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔被金属化屏蔽孔、第三金属层和第五金属层完全包围；全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔上加载了谐振腔缝隙，全封闭四分之一模基片集成波导谐振腔上还加载了中间通孔和谐振腔反焊盘。