[發明專利]一種基于加載短路釘的基片集成波導的背腔式縫隙天線

有效

• 申請號: 201710287572.6
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN108808253B
• 公開（公告）日: 2020-09-25
• 發明（設計）人: 史煜仲;劉菊華
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H01Q13/18
• 分類號: H01Q13/18;H01Q1/50
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

本發明公開了一種基于加載短路釘的基片集成波導的背腔式縫隙天線，包括具有表面和背面的電介質基片體、第一短路釘組、第二短路釘組、第三短路釘組、饋電接頭和縫隙結構，其中：饋電接頭，端接于電介質基片體的一側邊，且連接電介質基片體的表面和背面；縫隙結構，開縫于電介質基片體的背面，為天線的輻射單元；第一短路釘組、第二短路釘組和第三短路釘組縱向貫穿電介質基片體的表面和背面，第一短路釘組沿所述電介質基片體外緣圍出一波導腔體，在該腔體內部形成一個一階腔膜、兩個二階腔膜和一個三階腔膜；第二短路釘組和第三短路釘組分別設置于該腔體內部，使得一階腔膜、兩個二階腔膜與三階腔膜耦合，實現四諧振的寬帶特性。

技術領域

本發明涉及無線電領域，更具體地，涉及一種基于加載短路釘的基片集成波導的背腔式縫隙天線。

背景技術

基片集成波導技術廣泛的運用在微波通信系統和毫米波通信系統中，這種技術具有低剖面、低成本、低損耗，易與平面電路兼容等優點。在基片集成波導上實現背腔式縫隙天線，可以使得天線的具有低剖面、易加工、平面化的優點，同時還能使得輻射方向圖在工作頻段內穩定，并具有良好的前后比。

然而，現有的寬帶化的基于基片集成波導的背腔式縫隙天線一般很窄，僅為1.7％左右。而隨著通技術的發展，通信系統對天線提出了寬帶化的需求。

寬帶化的基片集成波導背腔式縫隙天線一般采用額外的寄生貼片或縫隙結構，構造比較復雜，提高了天線的剖面，尺寸較增大，不利于安裝。

發明內容

本發明為克服上述現有技術所述的至少一種缺陷，提供一種基于加載短路釘的基片集成波導的背腔式縫隙天線，本發明旨在至少在一定程度上解決上述技術問題。

本發明的首要目的是為了增大天線的帶寬特性。

為解決上述技術問題，本發明公開了一種基于加載短路釘的基片集成波導的背腔式縫隙天線，包括具有表面和背面的電介質基片體、第一短路釘組、第二短路釘組、第三短路釘組、饋電接頭和縫隙結構，其中：饋電接頭，端接于電介質基片體的一側邊，且連接電介質基片體的表面和背面；及縫隙結構，開縫于電介質基片體的背面，為天線的輻射單元；及第一短路釘組、第二短路釘組和第三短路釘組縱向貫穿電介質基片體的表面和背面，第一短路釘組沿所述電介質基片體外緣圍出一波導腔體，在該腔體內部形成一個一階腔膜、兩個二階腔膜和一個三階腔膜；第二短路釘組和第三短路釘組分別設置于該腔體內部，使得一階腔膜、兩個二階腔膜與三階腔膜耦合，實現四諧振的寬帶特性。

優選地，所述第二短路釘組和第三短路釘組的釘的數目、釘孔徑尺寸、釘與釘之間的間隔和釘所加載的位置通過和/或的調節，控制一階腔膜和兩個二階腔膜的諧振頻率右移到三階腔膜的諧振頻率附近，使得一階腔膜、兩個二階腔膜與三階腔膜耦合，實現四諧振的寬帶特性。

優選地，所述第二短路釘組的釘數目至少為二，所述第二短路釘組的釘排成一排，橫截波導腔體。

優選地，所述第三短路釘組的釘數目至少為二，所述第三短路釘組的釘排成一排，橫截波導腔體。

優選地，所述電介質基片體包括電介質層、設置于電介質層表面的上金屬面和設置于電介質層背面的下金屬面。

優選地，所述電介質層為固體電介質或空氣介質。

優選地，所述上金屬面、下金屬面與電介質層集成于一體。

優選地，所述上金屬面和下金屬面呈平面結構，但其具體形狀根據天線的性能及阻抗匹配要求來確定。

優選地，所述第一短路釘組的釘的數量、釘孔徑尺寸和釘與釘之間的間隔根據天線的性能及阻抗匹配要求確定。

優選地，所述縫隙結構呈矩形狀。