[發明專利]薄基片準八木平面喇叭天線

有效

• 申請號: 201310620729.4
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103618145A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 吳正陽;殷曉星;趙洪新
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02
• 代理公司: 江蘇永衡昭輝律師事務所 32250
• 代理人: 王斌

技術領域

????本發明涉及一種喇叭天線，尤其是一種薄基片準八木平面喇叭天線。?

背景技術

????喇叭天線在衛星通信、地面微波鏈路及射電望遠鏡等系統中有著廣泛的應用。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用和發展。近年來，基片集成波導技術的提出和發展很好的促進了平面喇叭天線的發展。基片集成波導有尺寸小、重量輕、易于集成和加工制作等優點。基于基片集成波導的平面的基片集成波導平面喇叭天線除了具有喇叭天線的特點外，還很好的實現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。傳統的基片集成波導平面喇叭天線的有一個限制，天線喇叭口基板的厚度要大于十分之一工作波長，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，抵消了集成的優點，而且還增加了成本。另外這些天線輻射場的極化方向一般都是垂直于介質基板，而有些應用需要輻射場的極化平行于介質基板。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。

發明內容

????技術問題：本發明的目的是提出一種薄基片準八木平面喇叭天線，該天線輻射場的極化方向與介質基板平行，可以使用非常薄的介質基板制造，在基板的電厚度很薄的情況下，依然具有優良的輻射性能。

技術方案：本發明的薄基片準八木平面喇叭天線，其特征在于該天線包括設置在介質基板上的微帶饋線、基片集成喇叭天線和多個準八木天線；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基板一面的第一金屬平面、位于介質基板另一面的第二金屬平面和穿過介質基板連接第一金屬平面和第二金屬平面的兩排金屬化過孔喇叭側壁組成，基片集成喇叭天線的兩排金屬化過孔喇叭側壁之間的寬度逐漸變大，形成一個喇叭形張口，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多個金屬化過孔陣列連接第一金屬平面和第二金屬平面，各個金屬化過孔陣列的長度一樣，金屬化過孔陣列的頭端在基片集成喇叭天線內部，金屬化過孔陣列的尾端在基片集成喇叭天線的口徑面上；相鄰的兩個金屬化過孔陣列、或者是一個金屬化過孔陣列與其相鄰的一排金屬化過孔喇叭側壁，與第一金屬平面和第二金屬平面構成介質填充波導，在口徑面外每個介質填充波導接有一個準八木天線。

微帶饋線的導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。

介質填充波導的寬度要使得電磁波可以在其中傳播而不被截止，介質填充波導的長度有半個波導波長以上。

每個準八木天線由一個有源振子、一個或數個無源振子組成；有源振子在介質基板的兩面分別有第一輻射臂和第二輻射臂，準八木天線有源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，準八木天線有源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，每個準八木天線有源振子的第一輻射臂和第二輻射臂向相反的方向伸展；無源振子位于介質基板的任意一面或者兩面都可以。

金屬化過孔喇叭側壁和金屬化過孔陣列中，相鄰的兩個金屬化過孔的間距要小于或等于工作波長的十分之一，使得構成的金屬化過孔喇叭側壁和金屬化過孔陣列能夠等效為電壁。

電磁波從微帶饋線的一端輸入，經過微帶饋線的另一端進入基片集成波導喇叭天線，傳播一段距離后，遇到金屬化過孔陣列，就分別進入各個介質填充波導傳輸，進入各個介質波導的電磁波通過天線口徑面進入準八木天線輻射，輻射場的極化方向也變成與基板接近平行的水平方向。而且準八木天線在主輻射方向，相當于一個線陣，具有較高的增益，因此相對于普通平面喇叭天線，本天線具有很高的增益。

由于有多個金屬化過孔陣列把天線的口徑面分成很多個小的口徑面，每個小口徑面上接的準八木天線的尺寸可以做的很小，這樣天線的結構緊湊、尺寸也只增加很少。

天線從饋電微帶線到準八木天線之間，都是封閉的基片集成波導結構，因此饋電損耗較小。?