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小型化、集成化、多功能化是射频前端的必然发展要求。将天线的辐射性能和滤波器的滤波性能融合到一个通信器件上,有利于实现小型化,这种器件被称为滤波天线(Filtering Antenna,FA)。基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide,SIW)是一种品质因数高、损耗低、体积小、易于平面集成的新型传输线结构。基于基片集成波导的滤波天线将同时兼备二者的优势,在无线电通信行业中有巨大的潜在应用价值。因此,论文设计了基于基片集成波导H面喇叭的准椭圆响应滤波天线,并基于SIW技术,设计了双频滤波天线和三频滤波天线。论文的主要研究成果可归纳总结为:1.基于基片集成波导H面喇叭,设计了一款准椭圆响应滤波喇叭天线。利用嵌入喇叭的梯形双模谐振腔,引入两个辐射零点,在不增加喇叭尺寸的情况下呈现准椭圆滤波响应,提高频率选择性。终端加载改进型的过渡带,改善天线的匹配带宽和前后比。测试结果表明天线的阻抗带宽为12.2%,整个通带内的前后比大于20 d B,中心频率16.1 GHz频点处的增益为12.6 d Bi,在带外14.02 GHz和17.98 GHz频点处各增加了一个辐射零点,且这两点处的辐射效率骤降至接近于零,测试数据与仿真数据吻合良好。据作者所知,这是首次关于滤波喇叭天线引入辐射零点方法的介绍与讨论。2.设计了由两层SIW谐振腔垂直集成的双频/三频滤波天线。(1)双频滤波天线的下层为嵌入微扰金属通孔的正方形SIW双模谐振腔,在低频段和高频段分别工作在正交的对角TE102和对角TE201模式上。上层为两个矩形SIW开槽辐射腔,负责两频段的能量辐射且充当谐振单元,同时引入辐射零点,辐射槽的位置控制辐射腔的谐振频率和辐射零点位置。两层谐振腔的耦合槽刻蚀在中间共用金属地板上,低频耦合槽在TE102电场强而TE201电场弱的位置,高频耦合槽则相反。(2)改变金属通孔扰动方式,三频滤波天线的下层正方形谐振腔在低、中、高频段分别工作在微扰TE101、对角TE102和对角TE201模式上,上层增加到三个开槽辐射腔,实现三个频段的滤波与能量辐射。最后加工了基片集成波导三频滤波天线的实物模型并进行了测试,结果显示三个通带为4.43-4.57 GHz、4.93-5.07 GHz和5.38-5.52 GHz,增益曲线上4.41 GHz、4.74 GHz、5.32 GHz和5.65 GHz频点处分别具有一个辐射零点,提供了高频率选择性。辐射零点的位置由辐射腔独立控制,多个通带的频比大小由微扰金属通孔调控,设计灵活简便。