滤波器和天线作为通信设备中两个必不可少的微波器件,两者的性能直接影响设备性能的好坏。传统的方法是分开设计滤波器和天线并进行匹配连接,不过这种方法不利于设备的小型化。近年来出现了滤波器与单谐振天线的协同设计,通过建立等效电路模型,可将滤波器和天线整体小型化,然而单谐振天线一般难以满足宽带应用的需求,同时目前也还没有关于多谐振天线与滤波器的协同设计。增加传输零点可以使低阶响应具有较高的频率选择性,也能实现滤波器的小型化。本文从小型化、宽带化和高频率选择性等方面对滤波天线进行研究,具体包括:(1)基于耦合矩阵的滤波天线诊断与调试。该方法中天线充当滤波器的谐振器,而滤波天线相位中心的远场辐射作为其第二端口,然后根据滤波天线的反射和辐射效率等信息提取出耦合矩阵进而利用空间映射的方法对其进行诊断与调试。最后采用叠层贴片天线(可看作二阶滤波天线)作为例子,通过迭代七次灵敏度矩阵将初始响应较差的叠层贴片调至基本满足我们的要求,这验证了该方法一定的可行性。(2)准椭圆滤波天线的设计。采用交叉耦合(利用非相邻谐振器耦合)、多模谐振器(利用同一谐振器的不同模式)、混合耦合(同时引入电耦合和磁耦合)以及外部抽头耦合等方法可以增加传输零点,提高频率选择性。叠层贴片天线采用交叉耦合的方法,山字形谐振器采用双模谐振器的方法,这里结合叠层贴片和山字形双模谐振器组成四阶滤波天线,在通带两侧能各实现一个传输零点,最后在馈线处加一个低通结构实现对该滤波天线谐波的抑制。