随着无线通信的飞速发展,特别是第五代移动通信的到来,对通信系统的要求越来越高。通信系统的小型化是一个重要的发展方向。由于半导体技术的迅速发展,有源电路已经实现了高度的集成,因此无源电路与天线成为制约通信系统小型化发展的一个最重要因素。滤波天线作为一种将两种最重要的无源结构(滤波器和天线)进行集成的多功能器件,是小型化设计的一个重要方向。本文利用基片集成波导谐振腔与微带贴片天线组成高度集成的天线阵列,在5G毫米波频段实现了同时拥有高增益、高集成、高带外抑制的小型滤波天线阵列。本文的具体内容如下:(1)基于基片集成波导谐振腔与贴片天线的滤波天线阵列设计。在此结构中,贴片天线被当作滤波器的最后一阶谐振器。利用基片集成波导分路耦合,将其设计为一个带有滤波功能的二功分网络。然后将其与两个贴片天线进行直接耦合,得到了一款4阶滤波天线阵列。最后在不改变天线尺寸的前提下内嵌了一款低通滤波器,对寄生响应起到了抑制作用。(2)基于基片集成波导谐振腔与叠层贴片的滤波天线阵列设计。首先,在基片集成波导谐振腔中引入交叉耦合。由于交叉耦合和叠层贴片天线的存在,滤波天线带外将产生两个传输零点。由于此天线结构复杂,参数众多,本文利用基于零极点的方法,对滤波天线进行有效调试和优化。最后实现了一款高集成度、高增益、高选择性天线阵列。