本實用新型涉及一種天線，尤其是一種基于波導(dǎo)饋電的單腔三工三頻槽天線，屬于無線通信領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

微波濾波天線是現(xiàn)代通信系統(tǒng)中發(fā)射端和接收端必不可少的器件，其中的濾波部分能對信號起分離作用，讓有用的信號盡可能無衰減的通過，對無用的信號盡可能大的衰減抑制其通過，而天線部分把腔體上傳播的導(dǎo)行波，變換成在無界媒介(通常是自由空間)中傳播的電磁波從而實現(xiàn)輻射的目的。

隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展，信號間的頻帶越來越窄，這就對濾波器的規(guī)格和可靠性提出了更高的要求。腔體濾波器具有高Q值、功率容量大、易于實現(xiàn)、性能穩(wěn)定等優(yōu)點而具有很高的應(yīng)用價值。腔體濾波器通過在各腔諧振器之間開槽,實現(xiàn)電感或電容耦合,通過改變槽的位置偏移，角度，寬度，長度等來控制耦合電感或耦合電容的強弱以實現(xiàn)各種濾波功能。而槽天線輻射比較好，性能好，結(jié)構(gòu)簡單，容易實現(xiàn)。由于以上特點，研究腔體濾波槽天線多模結(jié)構(gòu)、腔體濾波槽天線的小型化得到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于波導(dǎo)饋電的單腔三工三頻槽天線，該天線可以實現(xiàn)三工和三頻作用，具有體積小、設(shè)計簡單、易加工、性能好等優(yōu)點，能夠很好的滿足現(xiàn)代通訊系統(tǒng)的要求。

本實用新型的目的可以通過采取如下技術(shù)方案達到：

基于波導(dǎo)饋電的單腔三工三頻槽天線，包括諧振腔和擋板，所述擋板設(shè)置在諧振腔的頂部外壁上，且擋板上開有一具有偏移角度的第一縫隙，所述諧振腔的左部、右部和底部分別開有第二縫隙、第三縫隙和第四縫隙；在實現(xiàn)三工作用時，所述第一縫隙作為槽天線，所述第二縫隙、第三縫隙和第四縫隙分別連接矩形波導(dǎo)，在實現(xiàn)三頻作用時，所述第一縫隙連接矩形波導(dǎo)，所述第二縫隙、第三縫隙和第四縫隙作為槽天線。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一縫隙從擋板的頂面上看，為具有偏移角度的矩形結(jié)構(gòu)；所述第二縫隙從諧振腔的左側(cè)面上看，為兩條長邊左右設(shè)置、兩條短邊上下設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第三縫隙從諧振腔的右側(cè)面上看，為兩條長邊上下設(shè)置、兩條短邊左右設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第四縫隙從諧振腔的底面上看，為兩條長邊左右設(shè)置、兩條短邊上下設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第一縫隙在諧振腔底面上的投影與第四縫隙相交，所述第二縫隙在諧振腔右側(cè)面上的投影與第三縫隙相垂直。

作為一種優(yōu)選方案，所述第一縫隙開在擋板的頂部至底部的位置上，所述第二縫隙開在諧振腔的左部內(nèi)壁中間位置至左部外壁的位置上，所述第三縫隙開在諧振腔的右部內(nèi)壁中間位置至右部外壁的位置上，所述第四縫隙開在諧振腔的底部內(nèi)壁中間位置至底部外壁的位置上。

作為一種優(yōu)選方案，所述諧振腔的頂部開口，所述擋板的長度大于諧振腔頂部開口的長度，擋板的寬度大于諧振腔頂部開口的寬度。

作為一種優(yōu)選方案，所述第二縫隙、第三縫隙和第四縫隙的尺寸相同。

作為一種優(yōu)選方案，所述擋板通過螺釘固定在諧振腔的頂部外壁上。

作為一種優(yōu)選方案，所述諧振腔和擋板均采用金屬材料制成。

作為一種優(yōu)選方案，所述諧振腔為矩形腔結(jié)構(gòu)。

作為一種優(yōu)選方案，所述諧振腔的內(nèi)部填充有空氣。

本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)具有如下的有益效果：

1、本實用新型具有諧振腔和擋板，將擋板設(shè)置在諧振腔的頂部外壁上，在擋板上開有一具有偏移角度的縫隙，并在諧振腔的左部、右部和底部也分別開有縫隙；在實現(xiàn)三工作用時，擋板的縫隙作為槽天線，諧振腔的三條縫隙均分別連接矩形波導(dǎo)，利用諧振腔的三條縫隙連接的矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生三個方向的電場分量的電磁波，將能量傳輸?shù)街C振腔內(nèi)部進行諧振濾波，在諧振濾波后，通過擋板的縫隙將能量輻射出去，在實現(xiàn)三頻作用時，擋板上的縫隙連接矩形波導(dǎo)，諧振腔的三條縫隙作為槽天線，利用擋板的縫隙連接矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生能量，將能量傳輸諧振腔中進行諧振濾波，在諧振濾波后，由諧振腔的三條縫隙將三個方向的電場分量的電磁波輻射出去，可見能夠?qū)崿F(xiàn)三工和三頻作用，能夠滿足小型化、高選擇性、高Q值、設(shè)計和加工簡單等特點。

2、本實用新型將濾波器和天線整合在一起，結(jié)構(gòu)簡單，加工容易、應(yīng)用范圍廣，解決了其復(fù)雜的加工問題。

附圖說明

圖1為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線正視圖。

圖3為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線左側(cè)視圖。

圖4為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線右側(cè)視圖。

圖5為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線俯視圖。

圖6為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線仰視圖。

圖7為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線實現(xiàn)三工作用時的頻率響應(yīng)電磁仿真曲線圖。

圖8為本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線實現(xiàn)三頻作用時的頻率響應(yīng)電磁仿真曲線圖。

圖9為加工本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線時的矩形金屬塊示意圖。

圖10為加工本實用新型實施例1的單腔三工三頻槽天線時的金屬板示意圖。

其中，1-諧振腔，2-擋板，3-第一縫隙，4-第二縫隙，5-第三縫隙，6-第四縫隙。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及附圖對本實用新型作進一步詳細的描述，但本實用新型的實施方式不限于此。

實施例1：

如圖1～圖6所示，本實施例的單腔三工三頻槽天線包括諧振腔1和擋板2，所述諧振腔1為矩形腔結(jié)構(gòu)，內(nèi)部填充有空氣，諧振腔1的頂部開口；所述擋板2通過螺釘固定在諧振腔1的頂部外壁上，擋板2的長度大于諧振腔1頂部開口的長度，擋板2的寬度大于諧振腔1頂部開口的寬度，擋板2上開有一具有偏移角度的第一縫隙3，該第一縫隙3偏移角度為30～60度，本實施例中的偏移角度為45度，所述諧振腔1的左部、右部和底部分別開有第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6，第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6的尺寸相同。

所述第一縫隙3開在擋板2的頂部至底部的位置上，所述第二縫隙4開在諧振腔1的左部內(nèi)壁中間位置至左部外壁的位置上，所述第三縫隙5開在諧振腔1的右部內(nèi)壁中間位置至右部外壁的位置上，所述第四縫隙6開在諧振腔1的底部內(nèi)壁中間位置至底部外壁的位置上。

所述第一縫隙3從擋板2的頂面上看，為具有偏移角度的矩形結(jié)構(gòu)；所述第二縫隙4從諧振腔1的左側(cè)面上看，為兩條長邊左右設(shè)置、兩條短邊上下設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第三縫隙5從諧振腔1的右側(cè)面上看，為兩條長邊上下設(shè)置、兩條短邊左右設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第四縫隙6從諧振腔1的底面上看，為兩條長邊左右設(shè)置、兩條短邊上下設(shè)置的矩形結(jié)構(gòu)；所述第一縫隙3在諧振腔1底面上的投影與第四縫隙6相交，所述第二縫隙4在諧振腔1右側(cè)面上的投影與第三縫隙5相垂直。

本實施例的單腔三工三頻槽天線工作原理如下：

在實現(xiàn)三工作用時，所述第一縫隙3作為槽天線，所述第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6分別連接矩形波導(dǎo)，第一縫隙3為輸出端口(第一端口)，第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6連接的矩形波導(dǎo)分別為輸入端口(第二端口、第三端口和第四端口)，第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6連接的矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生z、x、y方向的電場分量的電磁波，將能量傳輸?shù)街C振腔1內(nèi)部進行諧振濾波，在諧振濾波后，通過第一縫隙3將能量輻射出去，頻率響應(yīng)電磁仿真曲線如圖7所示，s22表示第二端口的回波損耗，s33表示第三端口的回波損耗，s44表示第四端口的回波損耗，s23表示第三端口到第二端口的反向傳輸系數(shù)，s24表示第四端口到第二端口的反向傳輸系數(shù)，s34表示第四端口到第三端口的反向傳輸系數(shù)；

在實現(xiàn)三頻作用時，所述第一縫隙3連接矩形波導(dǎo)，所述第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6作為槽天線，第一縫隙3連接的矩形波導(dǎo)為輸入端口(第一端口)，第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6分別為輸出端口(第二端口、第三端口和第四端口)，第一縫隙3連接的矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生能量，將能量傳輸?shù)街C振腔1內(nèi)部進行諧振濾波，在諧振濾波后，諧振腔1將能量分給第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6，分別輻射z、x、y方向的電場分量的電磁波，頻率響應(yīng)電磁仿真曲線如圖8所示，s11表示第一端口的回波損耗。

本實施例的單腔三工三頻槽天線加工過程如下：

第一部分：如圖9所示，在一個矩形金屬塊中間開一個矩形腔作為諧振腔1，左部、右部和底部留一定的厚度分別開三條與外壁高、長、寬平行的直縫(第二縫隙4、第三縫隙5和第四縫隙6)，在結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三工作用時，三條直縫直接接矩形波導(dǎo)饋電分別能產(chǎn)生z，x，y方向的電場分量的電磁波，在結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三頻作用時，它們可以作為槽天線分別輻射z，x，y方向的電場分量的電磁波，在諧振腔1的頂部直接開口；

第二部分：如圖10所示，將一塊金屬板作為擋板2，在擋板2開一條有偏移角度的斜縫(第一縫隙3)，在結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三工作用時，該斜縫作為槽天線，當(dāng)結(jié)構(gòu)實現(xiàn)三頻作用時，該斜縫直接連矩形波導(dǎo)饋電，擋板2長、寬尺寸應(yīng)比諧振腔1的頂部開口大，以滿足全封閉的要求。

將第一部分和第二部分用螺釘固定，最后連上矩形波導(dǎo)進行測試。

上述實施例中，所述諧振腔和擋板采用的金屬材料可以為鋁、鐵、錫、銅、銀、金和鉑的任意一種，或可以為鋁、鐵、錫、銅、銀、金和鉑任意一種的合金。

綜上所述，本實用新型具有諧振腔和擋板，將擋板設(shè)置在諧振腔的頂部外壁上，在擋板上開有一具有偏移角度的縫隙，并在諧振腔的左部、右部和底部也分別開有縫隙；在實現(xiàn)三工作用時，擋板的縫隙作為槽天線，諧振腔的三條縫隙均分別連接矩形波導(dǎo)，利用諧振腔的三條縫隙連接的矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生三個方向的電場分量的電磁波，將能量傳輸?shù)街C振腔內(nèi)部進行諧振濾波，在諧振濾波后，通過擋板的縫隙將能量輻射出去，在實現(xiàn)三頻作用時，擋板上的縫隙連接矩形波導(dǎo)，諧振腔的三條縫隙作為槽天線，利用擋板的縫隙連接矩形波導(dǎo)饋電，產(chǎn)生能量，將能量傳輸諧振腔中進行諧振濾波，在諧振濾波后，由諧振腔的三條縫隙將三個方向的電場分量的電磁波輻射出去，可見能夠?qū)崿F(xiàn)三工和三頻作用，能夠滿足小型化、高選擇性、高Q值、設(shè)計和加工簡單等特點。

以上所述，僅為本實用新型專利較佳的實施例，但本實用新型專利的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型專利所公開的范圍內(nèi)，根據(jù)本實用新型專利的技術(shù)方案及其實用新型構(gòu)思加以等同替換或改變，都屬于本實用新型專利的保護范圍。