[發(fā)明專利]一種基于矩形槽波導(dǎo)的縫隙天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610286778.2
• 申請日: 2016-05-03
• 公開（公告）號: CN105789904B
• 公開（公告）日: 2019-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王抗美;高燕;張照鋒;譚立容;袁迎春
• 申請（專利權(quán)）人: 南京信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院
• 主分類號: H01Q13/10
• 分類號: H01Q13/10;H01Q5/10
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責(zé)任公司 32112
• 代理人: 鄭妍宇

本發(fā)明公開一種基于矩形槽波導(dǎo)的縫隙天線，包括矩形槽波導(dǎo)和終端短路板，矩形槽波導(dǎo)包括相互平行且位置相對的上導(dǎo)體板和下導(dǎo)體板，上、下導(dǎo)體板之間通過兩個(gè)分別位于相對兩側(cè)邊緣的介質(zhì)支撐塊支撐并固定在一起；上、下導(dǎo)體板中部相對位置分別設(shè)有向外的矩形凸條，兩凸條沿介質(zhì)支撐塊分布方向延伸；終端短路板設(shè)在矩形槽波導(dǎo)的一端并將該端封閉；上導(dǎo)體板凸條的上表面設(shè)有由兩條主縫隙和一條連接縫隙組成的電磁波發(fā)射縫隙。本發(fā)明采用矩形槽波導(dǎo)作為微波信號的傳輸線，可傳輸較大功率的電磁波；采用具有兩條主縫隙的電磁波發(fā)射縫隙，增強(qiáng)輻射場強(qiáng)，在毫米波、亞毫米波實(shí)現(xiàn)較大功率輻射。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及縫隙天線技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種工作在毫米波、亞毫米波頻率范圍的基于矩形槽波導(dǎo)的縫隙天線。

背景技術(shù)

縫隙天線是在傳輸電磁波的金屬導(dǎo)體壁上開細(xì)長的縫隙，電磁波通過縫隙向外空間輻射，而形成的一種口徑天線。在同軸線、波導(dǎo)管或空腔諧振器的導(dǎo)體面上開縫形成的天線，也稱為開槽天線。近些年來波導(dǎo)縫隙天線由于其體積小、低副瓣、饋電方便、結(jié)構(gòu)牢固、高可靠性等特點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

然而在毫米波及亞毫米波波段，波導(dǎo)尺寸較小，利用其制作縫隙天線，增加了加工難度且成本高，其傳輸損耗也隨工作頻率升高而迅速增加。1952年Tischer.F.J提出了槽波導(dǎo)的概念，槽波導(dǎo)具有低損耗、低色散、大尺度、高功率容量等特點(diǎn)，在毫米波和亞毫米波波段可以替代傳統(tǒng)的波導(dǎo)。近些年已陸續(xù)在一些槽波導(dǎo)基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出了相應(yīng)的天線，例如圓形槽波導(dǎo)縫隙天線。而矩形槽波導(dǎo)應(yīng)用廣泛，但至今卻還未有在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的相應(yīng)天線。

縫隙天線的縫隙形狀、位置及大小對縫隙天線的性能同樣起到關(guān)鍵作用，目前常見的縫隙形狀是長條形的，長度為半個(gè)波長，根據(jù)分布位置的不同分為寬邊縱向縫隙、橫向縫隙、斜縫隙或者是窄邊縫隙，這些單條縫隙電線，雖然加工簡單，但是天線方向性較弱。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：設(shè)計(jì)一種新的縫隙形狀，提出一種基于矩形槽波導(dǎo)的縫隙天線，具有損耗小、功率容量大、帶寬寬等性能。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種基于矩形槽波導(dǎo)的縫隙天線，包括矩形槽波導(dǎo)和終端短路板；所述矩形槽波導(dǎo)包括相互平行且位置相對的上導(dǎo)體板和下導(dǎo)體板，上導(dǎo)體板和下導(dǎo)體板之間通過兩個(gè)介質(zhì)支撐塊支撐并固定在一起，兩個(gè)介質(zhì)支撐塊分別沿上導(dǎo)體板的兩條對邊分布；上導(dǎo)體板中部設(shè)有矩形凸條，凸條沿介質(zhì)支撐塊分布方向延伸且貫穿上導(dǎo)體板的兩側(cè)端面，下導(dǎo)體板中部設(shè)有相同的矩形凸條，下導(dǎo)體板的凸條與上導(dǎo)體板的凸條位置相對且凸起方向相背；上導(dǎo)體板、下導(dǎo)體板和兩個(gè)介質(zhì)支撐塊圍成電磁波傳輸槽，凸條的延伸方向?yàn)殡姶挪▊鬏敺较?；所述終端短路板設(shè)在矩形槽波導(dǎo)的一端并將該端封閉；所述上導(dǎo)體板凸條的上表面設(shè)有電磁波發(fā)射縫隙，所述電磁波發(fā)射縫隙由兩條主縫隙和一條連接縫隙組成，兩條主縫隙均平行于電磁波傳輸方向，所述連接縫隙垂直于電磁波傳輸方向且位于兩條主縫隙之間連接兩條主縫隙，連接縫隙與兩條主縫隙的連接點(diǎn)均為兩條主縫隙的中點(diǎn)。

進(jìn)一步的，所述電磁波發(fā)射縫隙的兩條主縫隙長度不等。

兩條主縫隙的長度不等，對應(yīng)半波長的諧振頻率不相同，當(dāng)工作頻率變化時(shí)，分別諧振于不同的主縫隙上，可以增加工作頻率帶寬。這類似于對數(shù)天線的相似原理，即若兩副天線的幾何形狀相似，而尺寸相差τ倍，當(dāng)工作頻率也相差τ倍且它們的輻射電阻遠(yuǎn)大于損耗電阻時(shí)，這兩副天線的電參數(shù)相同。

進(jìn)一步的，所述上導(dǎo)體板凸條的上表面設(shè)有一個(gè)電磁波發(fā)射縫隙。

進(jìn)一步的，所述上導(dǎo)體板凸條的上表面設(shè)有多個(gè)電磁波發(fā)射縫隙，多個(gè)電磁波發(fā)射縫隙沿電磁波傳輸方向分布且位于同一直線上。

多個(gè)電磁波發(fā)射縫隙可以增強(qiáng)輻射效果，增加輻射場強(qiáng)即形成縫隙天線陣。

進(jìn)一步的，所述終端短路板的形狀與矩形槽波導(dǎo)的橫截面形狀相同。