[發明專利]全向基片集成波導縫隙多天線陣列

無效

• 申請號: 201110075400.5
• 申請日: 2011-03-28
• 公開（公告）號: CN102170048A
• 公開（公告）日: 2011-08-31
• 發明（設計）人: 洪偉;余晨;周健義
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q1/38
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明屬于通信技術應用領域，具體涉及一種基片集成波導天線陣列。

基片集成波導（Substrate?Integrated?Waveguide，SIW）縫隙天線，采用雙面對稱縫隙時，可以形成E面的全向輻射特性，將多個SIW縫隙天線單元集成在同一塊介質板上，形成多天線陣列，并保持單個天線輻射方向圖不變，屬于通信技術應用領域。

背景技術

近年來，無線通信技術得到了快速發展并獲得了廣泛應用。越來越多的通信系統要求低成本、易制作、易于和其它微波射頻平面電路集成的天線。高頻段、全向輻射、易制作、易集成的天線是目前的研究熱點之一，同時多天線技術（多輸入多輸出）也是目前的研究熱點之一。

隨著頻率提高，常見的開放電路損耗大、寄生輻射嚴重，而常見的輻射振子，如偶極子單元，單個輻射單元的增益有限，為提高輻射增益，需將多個輻射單元組成陣列，但同一個陣列中的輻射單元數目越多，饋電網絡就會越復雜。

SIW縫隙天線，是在SIW表面金屬上開縫，形成輻射單元，可在一個SIW上，將多個縫隙組成陣列，無需添加額外的功率分配電路，即可有效地提高天線的輻射增益。SIW作為一種封閉結構電路，損耗小、無寄生輻射，適合高頻段通信系統，同時制作簡單、成本低廉，具有實際的應用價值。

發明內容

技術問題：?本發明提出一種工作在Ku波段，損耗小、寄生輻射弱、隔離和抗干

擾能力強、全向基片集成波導縫隙多天線陣列。

技術方案：本發明的全向基片集成波導縫隙多天線陣列由多個并排排列的集成制作在一塊介質板上的全向基片集成波導縫隙天線組成，兩相鄰全向基片集成波導縫隙天線之間的間距至少為單個全向基片集成波導縫隙天線的寬度。所述全向基片集成波導縫隙天線為雙面對稱基片集成波導縫隙天線，該天線的正面設有上表面金屬層，背面設有下表面金屬層，中間為介質基片；其中在上表面金屬層和下表面金屬層上沿天線的周邊對稱的設有金屬化通孔將上表面金屬層和下表面金屬層連接，在天線的中軸線兩側交替設有縫隙，在天線的中軸線的一端沒有設置金屬化通孔，在該端連接有微帶漸變線，微帶漸變線的另一端連接饋電線。

所述饋電線為50歐姆微帶線。

由于SIW縫隙天線具有平面結構，將四個全向SIW縫隙天線集成、制作在同一塊介質板上，形成SIW縫隙多天線陣列，為保持SIW縫隙多天線陣列中每個SIW縫隙天線的E面全向輻射特性，相鄰天線之間需留出一定的空氣距離。單個全向SIW縫隙天線的饋電線采用50歐姆微帶線，50歐姆微帶線和SIW之間采用微帶漸變線進行阻抗匹配。多天線陣列中相鄰天線間留有一定的空氣間距，只在微帶線部分介質板相連；

有益效果：在Ku波段，SIW電路損耗小、寄生輻射極低，SIW縫隙天線呈平面結構天線，易于與其他微波射頻電路的共面、集成，同時SIW縫隙天線結構簡單、易于采用標準PCB（印刷電路板）工藝加工。本發明將多個SIW縫隙天線集成、制作在一塊介質板上，形成SIW縫隙多天線陣列。

（1）基于SIW技術設計的Ku波段縫隙輻射天線損耗小，寄生輻射弱；將SIW縫隙輻射單元組成陣列無需添加其他功率分配網絡，簡化了設計步驟、方便制作、減少損耗。

（2）在本發明中，四個全向SIW縫隙天線集成、制作在一塊介質板上，組成了一個SIW縫隙多天線陣列，保證了SIW縫隙多天線系統中各天線的一致性；由于在相鄰天線之間留出空氣間隔，保持了SIW縫隙多天線陣列中單個天線的全向輻射特性。

（3）本發明結構簡單，制作全部利用成熟的標準PCB工藝，成本低，容易批量生產，

（4）本發明饋電網絡為封閉結構，因而輻射小，隔離和抗干擾能力強，容易與其它平面微波射頻電路集成。

附圖說明

圖1為本發明全向SIW縫隙天線多天線陣列的平面圖；

圖2為單個全向SIW縫隙天線上表面金屬層平面圖；

圖3為單個全向SIW縫隙天線下表面金屬層平面圖；

圖4實施例天線輸入端反射系數的仿真和測試結果，實施例多天線陣列相鄰和非相鄰天線間耦合測試結果；

圖5實施例中單個天線的輻射方向圖測試結果；

圖6實施例中多天線陣列中單個天線的輻射方向圖測試結果。

圖中有，饋電線1，微帶漸變線2，金屬化通孔3，縫隙4，?SIW傳輸線5，介質基片6。

具體實施方式