[發明專利]一種基于阻帶設計技術的槽隙波導漏波天線

有效

• 申請號: 201710024693.1
• 申請日: 2017-01-13
• 公開（公告）號: CN107069214B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 董興超;王宏建;薛飛;劉洋
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家空間科學中心
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q13/20;H01Q3/22
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;陳琳琳

本發明提供一種基于阻帶設計技術的槽隙波導漏波天線，其包括：饋源和槽隙波導傳輸線結構；所述槽隙波導傳輸線結構為上下層結構，且進一步包括：上層金屬板(1)，下層金屬板(2)和若干方形探針(3)；該上層金屬板(1)位于該下層金屬板(2)之上，在該下層金屬板(2)的中間位置設有一槽隙(4)，在該槽隙(4)的兩側等間距分布若干該方形探針(3)，且其中一側的該方形探針(3)的數量大于另一側的該方形探針(3)的數量，該饋源分別位于該槽隙(4)的兩端，電磁波通過該方形探針(3)的上表面與該上層金屬板(1)的下表面之間的縫隙進行輻射。

技術領域

本發明涉及天線技術領域，特別涉及一種基于阻帶設計技術的槽隙波導漏波天線。

背景技術

傳統的高增益天線主要包括拋物面反射天線和陣列天線，但由于其自身存在的缺點限制了天線的應用范圍，如拋物面天線體積大，隱蔽性差，安裝困難，天線工作頻率較高時加工精度要求高；陣列天線饋電網絡復雜，加工成本高，傳輸損耗大，效率低。傳統的電掃天線陣具有控制靈活、天線結構和轉動機械要求低、波束掃描快和精度高等優勢，得到了廣泛應用。電控掃描可分為改變各個單元相位的相控天線陣和改變陣列饋電頻率的頻掃天線陣。相控天線陣需要移相器改變天線的饋電相位，成本過高，在傳統的低成本的天線通信領域，優勢不大。

槽隙波導是近年來提出的一種新的開放式的傳輸線結構，與傳統的矩形波導傳輸線相比，加工精度大大降低；與基片集成波導傳輸線相比，其為全金屬結構，無須介質，因此傳輸損耗很小，在高頻天線的設計中，具有巨大的潛在優勢。目前，對于槽隙波導傳輸線的研究逐步深入，在高頻天線的設計中得到越來越多的關注。

漏波天線在寬帶無線通信、調頻掃描雷達、方向圖合成等方面得到越來越多的應用。漏波天線屬于行波天線的一種，通過周期性的加載天線單元，可以較為容易的設計各種高增益天線，且電磁波沿饋線傳播時，通過天線單元不斷輻射，使天線具有一定的掃描能力。目前漏波天線可以由波導、超材料、基片集成波導等技術實現，工作帶寬16.3％(9GHz-10.6GHz)，且當頻率大于11.5GHz，天線輻射效率小于50％，但均存在體積大、帶寬窄、加工成本高、損耗大等缺陷。

發明內容

本發明的目的在于，為解決對現有的波導漏波天線存在上述問題，本發明提供了一種基于阻帶設計技術的槽隙波導漏波天線，其包括：饋源和槽隙波導傳輸線結構；所述槽隙波導傳輸線結構為上下層結構，且進一步包括：上層金屬板，下層金屬板和若干方形探針；該上層金屬板位于該下層金屬板之上，在該下層金屬板的中間位置設有一槽隙，該饋源分別位于該槽隙的兩端，在該槽隙的兩側等間距分布若干該方形探針，且其中一側的該方形探針的數量大于另一側的該方形探針的數量，電磁波通過該方形探針的上表面與該上層金屬板的下表面之間的縫隙進行輻射。

所述饋源為X波段標準矩形波導端口。

所述槽隙的寬度是從一端向另一端逐漸變小，且寬度較大的一端為饋電端，寬度較小的一端為吸收端。

該方形探針的上表面為人造磁導體表面，特定頻段的電磁波不能沿其表面傳播，可以防止電磁波的泄漏。該方形探針的高度從該饋電端向該吸收端逐步變小，且數量較小的該方形探針的一側為輻射側，數量較大的該方形探針的一側為非輻射側。

該輻射側的該方形探針的高度均比該非輻射側的該方形探針的高度小1mm。

本發明的優點在于：在該槽隙波導漏波天線的左、右兩端設計不同的阻帶范圍，拓展了天線的工作帶寬，提高了天線的輻射效率。天線帶寬為9GHz-12.5GHz，輻射效率大于90％，平均增益為18dB，掃描范圍為22°。該天線天線為全金屬結構，無須介質，因而沒有介質損耗；饋源采用X波段標準矩形波導，進一步簡化了天線設計。該天線結構簡單，成本低，易于工程實現。

附圖說明

圖1是本發明的一種基于阻帶設計技術的槽隙波導漏波天線的結構示意圖