[發(fā)明專利]薄基片相位校正振子差波束平面喇叭天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310619383.6
• 申請(qǐng)日: 2013-11-29
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103618144A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-03-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷曉星;趙洪新;傅曉潔
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): H01Q13/02
• 分類(lèi)號(hào): H01Q13/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務(wù)所 32250
• 代理人: 王斌

技術(shù)領(lǐng)域

????本發(fā)明涉及一種喇叭天線，尤其是一種薄基片相位校正振子差波束平面喇叭天線。?

背景技術(shù)

????喇叭天線在衛(wèi)星通信、地面微波鏈路及射電望遠(yuǎn)鏡等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。但是，三維喇叭天線的巨大幾何尺寸制約了其在平面電路中的應(yīng)用和發(fā)展。近年來(lái)，基片集成波導(dǎo)技術(shù)的提出和發(fā)展很好的促進(jìn)了平面喇叭天線的發(fā)展。基片集成波導(dǎo)有尺寸小、重量輕、易于集成和加工制作等優(yōu)點(diǎn)。基于基片集成波導(dǎo)的平面的基片集成波導(dǎo)平面喇叭天線除了具有喇叭天線的特點(diǎn)外，還很好的實(shí)現(xiàn)了喇叭天線的小型化、輕型化，而且易于集成在微波毫米波平面電路中。傳統(tǒng)的基片集成波導(dǎo)平面喇叭天線的有一個(gè)限制，天線喇叭口基板的厚度要大于十分之一工作波長(zhǎng)，天線才能有較好的輻射性能，不然由于反射，天線里的能量輻射不出去。這樣就要求天線基板的厚度不能太薄，在L波段等較低頻段要滿足這個(gè)要求更是十分困難，很厚的基板不僅體積和重量很大，抵消了集成的優(yōu)點(diǎn)，而且還增加了成本。另外這些天線輻射場(chǎng)的極化方向一般都是垂直于介質(zhì)基板，而有些應(yīng)用需要輻射場(chǎng)的極化平行于介質(zhì)基板。已有的一些天線在平面喇叭天線前面加載貼片改善薄基片平面喇叭天線的輻射，但加載的貼片尺寸較大，而且工作頻帶較窄。通常為了實(shí)現(xiàn)差波束，需要采用特別的饋電裝置，這些饋電裝置或者在平面電路中不易實(shí)現(xiàn)，或者是窄帶的移相電路。另外傳統(tǒng)的基片集成波導(dǎo)平面喇叭天線的增益相對(duì)比較低，其原因在于由于喇叭口不斷的張開(kāi)，導(dǎo)致電磁波傳播到喇叭口徑面時(shí)出現(xiàn)相位不同步，輻射方向性和增益降低，使得構(gòu)成的差波束天線的零深較淺且斜率較低，影響雷達(dá)的測(cè)向精度。目前已有采用介質(zhì)加載、介質(zhì)棱鏡等方法，矯正喇叭口徑場(chǎng)，但是這些相位校準(zhǔn)結(jié)構(gòu)增加了天線的整體結(jié)構(gòu)尺寸。

發(fā)明內(nèi)容

????技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是提出一種薄基片相位校正振子差波束平面喇叭天線，該天線輻射場(chǎng)的極化方向與介質(zhì)基板平行，可以使用非常薄的介質(zhì)基板制造，在基板的電厚度很薄的情況下，依然具有優(yōu)良的輻射性能，而且該平面喇叭天線可以矯正天線口徑面上電磁波的相位不一致，增加天線差波束的零深及提高天線差波束的斜率。

技術(shù)方案：本發(fā)明的薄基片相位校正振子差波束平面喇叭天線，其特征在于該天線包括設(shè)置在介質(zhì)基板上的微帶饋線、基片集成喇叭天線和多個(gè)振子；所述微帶饋線的第一端口是該天線的輸入輸出端口，微帶饋線的第二端口與基片集成喇叭天線相接；基片集成喇叭天線由位于介質(zhì)基板一面的第一金屬平面、位于介質(zhì)基板另一面的第二金屬平面和穿過(guò)介質(zhì)基板連接第一金屬平面和第二金屬平面的兩排金屬化過(guò)孔喇叭側(cè)壁組成，基片集成喇叭天線的兩排金屬化過(guò)孔喇叭側(cè)壁之間的寬度逐漸變大，形成一個(gè)喇叭形張口，張口的末端是基片集成喇叭天線的口徑面；基片集成喇叭天線中有奇數(shù)個(gè)金屬化過(guò)孔陣列連接第一金屬平面和第二金屬平面，金屬化過(guò)孔陣列的頭端在基片集成喇叭天線內(nèi)部，金屬化過(guò)孔陣列的尾端在基片集成喇叭天線的口徑面上；在金屬化過(guò)孔陣列中有一個(gè)中間金屬化過(guò)孔陣列把基片集成喇叭天線分成對(duì)稱的左半天線和右半天線兩部分；相鄰的兩個(gè)金屬化過(guò)孔陣列、或者是一個(gè)金屬化過(guò)孔陣列與其相鄰的一排金屬化過(guò)孔喇叭側(cè)壁，與第一金屬平面和第二金屬平面構(gòu)成介質(zhì)填充波導(dǎo)，在口徑面外每個(gè)介質(zhì)填充波導(dǎo)接有一個(gè)振子。

微帶饋線的導(dǎo)帶與第一金屬平面相接，微帶饋線的接地面與第二金屬平面相接。

介質(zhì)填充波導(dǎo)的寬度要使得電磁波可以在其中傳播而不被截止。

所述的金屬化過(guò)孔陣列中，調(diào)整相鄰兩列金屬化過(guò)孔陣列之間的距離、或者調(diào)整一列金屬化過(guò)孔陣列與基片集成波導(dǎo)喇叭天線側(cè)壁金屬化過(guò)孔之間的距離，能夠改變介質(zhì)填充波導(dǎo)的寬度，進(jìn)而調(diào)整在該介質(zhì)填充波導(dǎo)中電磁波傳播的相速，使得到達(dá)口徑面上電磁波的相位分布更均勻。

所述的金屬化過(guò)孔陣列中，?改變一列或者多列金屬化過(guò)孔陣列的長(zhǎng)度能夠改變相應(yīng)介質(zhì)填充波導(dǎo)的長(zhǎng)度，使得到達(dá)口徑面上電磁波的相位分布更均勻。

每個(gè)振子在位于介質(zhì)基板的兩面分別有第一輻射臂和第二輻射臂，振子的第一輻射臂與基片集成喇叭天線的第一金屬平面相連，振子的第二輻射臂與基片集成喇叭天線的第二金屬平面相連，每個(gè)振子的第一輻射臂和第二輻射臂向相反的方向伸展。