[發明專利]帶有輻射型負載的變縫長寬帶行波縫隙陣列天線

有效

• 申請號: 201310457115.9
• 申請日: 2013-09-24
• 公開（公告）號: CN103474785A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 林澍;王立娜;趙志華;王力卓;羅曉;王也
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q21/00
• 分類號: H01Q21/00;H01Q13/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明涉及一種陣列天線，具體涉及一種帶有輻射型負載的變縫長寬帶行波縫隙陣列天線。

背景技術

介質集成波導是一種在介質基片上實現類似于金屬矩形波導傳輸特性的波導結構，自從介質集成波導概念被提出，這種集合了傳統金屬矩形波導的低輻射、低插損和微帶器件的小型化、易于集成等優點的新型器件也被用來設計縫隙陣列天線，成為研究的熱點。借助于印刷電路工藝，基于介質集成波導的縫隙陣列天線的低成本批量生產成為可能。現有介質集成波導縫隙陣列天線的阻抗帶寬很窄（不超過10%），這成為了制約其應用于寬頻帶無線系統領域的瓶頸。

發明內容

本發明為解決現有介質集成波導縫隙陣列天線的阻抗帶寬很窄的問題，進而提出一種帶有輻射型負載的變縫長寬帶行波縫隙陣列天線。

本發明為解決上述問題采取的技術方案是：本發明包括輻射金屬層、第一介質板、饋電金屬層、脊金屬層、第二介質板、底金屬層、梯形金屬層、長條形金屬層、第一金屬圓片和第二金屬圓片，第一介質板和第二介質板均是長方形板，饋電金屬層是長條形金屬薄片，脊金屬層是長方形金屬薄片，輻射金屬層、第一介質板、饋電金屬層、脊金屬層、第二介質板、底金屬層由上至下依次疊加設置，饋電金屬層位于第一介質板下表面的中部，且饋電金屬層沿長度方向中心線與第一介質板沿長度方向中心線重合，饋電金屬層的一端與第一介質板一端的邊緣連接，脊金屬層位于第二介質板上表面的中部，且脊金屬層沿長度方向中心線與第二介質板沿長度方向中心線重合，輻射金屬層上表面的中部并排平行設置有兩排第一金屬化過孔，兩排第一金屬化過孔沿第一介質板長度方向中心線對稱，每個第一金屬化過孔由上至下依次穿過輻射金屬層、第一介質板，第一金屬圓片和第二金屬圓片并排設置在第一介質板上表面上的一端，輻射金屬層的一端與梯形金屬層的長底邊連接，輻射金屬層的另一端與第一介質板另一端的邊緣連接，長條形金屬層的一端與第一金屬圓片連接，長條形金屬層的另一端與梯形金屬層短底邊連接，第二金屬圓片的上表面上設有第二金屬化過孔，第二金屬化過孔由上至下依次穿過第二金屬圓片、第一介質板、饋電金屬層，輻射金屬層上表面中心線的一側沿長度方向依次開有第一金屬層縫隙、第二金屬層縫隙、第三金屬層縫隙、第四金屬層縫隙，輻射金屬層上表面中心線的另一側沿長度方向依次開有第五金屬層縫隙、第六金屬層縫隙、第七金屬層縫隙、第八金屬層縫隙，且第一金屬層縫隙、第二金屬層縫隙、第三金屬層縫隙、第四金屬層縫隙、第五金屬層縫隙、第六金屬層縫隙、第七金屬層縫隙、第八金屬層縫隙均位于兩排第一金屬化過孔之間，脊金屬層上表面的兩側邊緣和兩端邊緣分別各設有一排第三金屬化過孔，四排第三金屬化過孔組成一個長方形框體，每個第三金屬化過孔由上至下依次穿過脊金屬層、第二介質板、底金屬層，第二介質板上表面上沿長度方向并排平行設有兩排第四金屬化過孔，兩排第四金屬化過孔沿第二介質板長度方向中心線對稱設置，每個第四金屬化過孔由上至下依次穿過第二介質板、底金屬層，每個第四金屬化過孔均與相對應的一個第一金屬化過孔連通。

本發明的有益效果是：本發明有八個縫隙，具有超過11dBi的增益，若要提高增益，可按照本發明所提供的方法進一步成對提高縫隙的個數，本發明具有尺寸小、重量輕、剖面低、帶寬較寬、效率高的特點。本發明的陣元縫隙長度按照等差規律變化，可以實現參差調諧，從而展寬天線的帶寬；本發明將輻射型的寬帶圓片對稱振子作為行波天線陣列的負載，與傳統的行波陣列天線的吸收型負載相比，整個天線陣列系統的效率將獲得提高；本發明的反射系數小于-10dB的帶寬達到了23.4%，與傳統駐波陣列的帶寬相比有很大提升，同時效率增高，與傳統的駐波天線接近；本發明結構簡單、易于加工，本發明天線饋電端和負載均為印刷電路結構，與天線輻射體融合為一體，易于集成。

附圖說明

圖1是第一介質板正面的俯視圖，圖2是第一介質板背面俯視圖，圖3是第二介質板正面的俯視圖，圖4是第二介質板背面的俯視圖，圖5是本發明橫截面示意圖，圖6是行波陣列的反射系數測試結果示意圖。

具體實施方式