[發(fā)明專利]薄基片準(zhǔn)八木差波束平面喇叭天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310620854.5
• 申請日: 2013-11-29
• 公開（公告）號: CN103606751A
• 公開（公告）日: 2014-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 殷曉星;趙洪新;汪源
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: H01Q13/02
• 分類號: H01Q13/02;H01Q19/30;H01Q1/38
• 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，尤其是一種薄基片準(zhǔn)八木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，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(yōu)點(diǎn)，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(zhì)基板，而有些應(yīng)用需要輻射場的極化平行于介質(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。?

發(fā)明內(nèi)容

????技術(shù)問題：本發(fā)明的目的是提出一種薄基片準(zhǔn)八木差波束平面喇叭天線，該天線輻射場的極化方向與介質(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，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)明的薄基片準(zhǔn)八木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準(zhǔn)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(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孔喇叭側(cè)壁組成，基片集成喇叭天線的兩排金屬化過孔喇叭側(cè)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奇數(shù)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(nèi)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；在金屬化過孔陣列中有一個中間金屬化過孔陣列把整個天線分成對稱的左半天線和右半天線兩部分；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(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)，在口徑面外每個介質(zhì)填充波導(dǎo)接有一個準(zhǔn)八木天線。

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，介質(zhì)填充波導(dǎo)的長度有半個波導(dǎo)波長以上。

每個準(zhǔn)八木天線由一個有源振子、一個或數(shù)個無源振子組成；有源振子在介質(zhì)基板的兩面分別有第一輻射臂和第二輻射臂，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，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(zhì)基板的任意一面或者兩面都可以。

左半天線所接的所有有源振子的第一輻射臂的伸展方向都相同，左半天線所接的所有有源振子的第二輻射臂的伸展方向都相同；右半天線所接的所有有源振子的第一輻射臂的伸展方向都相同，右半天線所接的所有有源振子的第二輻射臂的伸展方向都相同；左半天線所接的有源振子的第一輻射臂的伸展方向與右半天線所接的有源振子的第二輻射臂的伸展方向相同，左半天線所接的有源振子的第二輻射臂的伸展方向與右半天線所接的有源振子的第一輻射臂的伸展方向相同。

金屬化過孔喇叭側(cè)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(gòu)成的金屬化過孔喇叭側(cè)壁和金屬化過孔陣列能夠等效為電壁。