[發明專利]基于SIW技術的加載介質桿的寬帶高增益印刷喇叭天線及陣列

在審

• 申請號: 201710779967.8
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107732455A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發明（設計）人: 林澍;畢延迪;毛宇;劉冠君
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q1/50
• 分類號: H01Q1/50;H01Q1/38;H01Q21/00;H01Q13/02
• 代理公司: 哈爾濱市陽光惠遠知識產權代理有限公司23211
• 代理人: 鄧宇

技術領域

本發明涉及一種印刷喇叭天線，具體涉及一種工作于Ka/U波段的寬帶高增益印刷天線。

背景技術

基片集成波導(Substrate Integrated Waveguide,SIW)技術是一種能夠將波導小型化、集成化的技術，自從這種技術被提出以來，在天線的設計領域獲得廣泛的應用。采用這種技術制成的喇叭天線由于剖面低，因而口徑較小，無法獲得較高增益，需要擴大口徑及在大口徑上加載透鏡來實現增益的提高。加載與基片集成波導同厚度的喇叭提供了一種可以擴大波導端口口徑面積的方法，增強了方向性。加載介質棒提供了一種可以使波導端口獲得高增益輻射的有效手段。這種加載在波導端口的介質棒垂直于軸向的截面積較小，能夠使天線增益獲得很大提高，缺點是在設計時無法集成。另外波導與介質棒的匹配段，會使得天線結構較為復雜，提高了天線成本，而基片集成波導易于集成和饋電，并且由于波導本身含有介質，所以與介質棒匹配也很容易實現。

發明內容

針對上述不足，本發明提供一種小口徑、寬頻帶、高增益的基于SIW技術的加載介質桿的寬帶高增益印刷喇叭天線及陣列。

本發明的基于SIW技術的加載介質桿的寬帶高增益印刷喇叭天線，所述天線包括微帶線饋電結構1、基片集成波導2、加載喇叭3和加載介質板4；

加載介質板4為天線的頂端，加載介質板4的底部與加載喇叭部分3的大端連接，加載喇叭部分3的小端與基片集成波導2的頂部連接，基片集成波導2的底部與微帶線饋電結構1的頂部連接；

所述加載介質板部分4由縱截面均為梯形的1號介質板和2號介質板以上下關系拼接為一體構成的。

優選的是，所述微帶線饋電結構1采用厚度漸變式結構。

優選的是，基片集成波導2為矩形波導。

優選的是，所述1號介質板的梯形縱截面的下邊長為2mm，上邊長為0.8mm，高度為30mm；

所述2號介質板的梯形縱截面的下邊長為12mm，上邊長為2mm，高度為15mm；

加載喇叭3的大端口徑為12mm×4mm，其長邊與2號介質板的下邊長相對應；

基片集成波導2的波導口徑為8mm×4mm，其短邊與加載喇叭3的大端口徑的短邊相對應。

本發明還包括一種由多個上述天線排布而成的天線陣列。

上述技術特征可以各種適合的方式組合或由等效的技術特征來替代，只要能夠達到本發明的目的。

本發明的有益效果在于，本發明提供了一種小口徑和寬頻帶的基于SIW技術的印刷喇叭天線，實驗結果表明：帶有加載介質板4的天線的反射系數和增益，相較于不加、載介質板的天線有很大的提高。

附圖說明

圖1為本發明具體實施方式中的喇叭天線的正面結構示意圖；

圖2為圖1的背面結構示意圖；

圖3為圖1的結構示意圖；

圖4為圖1的具體尺寸；

圖5為圖2的具體尺寸；

圖6為圖3的具體尺寸；

圖7為所述天線的反射系數(|S₁₁|)示意圖；

圖8為所述天線頻帶內的增益示意圖；

圖9為所述天線在30GHz、35GHz、40GHz和45GHz的方向圖；

圖10為不加載介質板及加載后天線的反射系數對比示意圖；

圖11為不加載介質板及加載后天線的增益的對比示意圖。

具體實施方式

下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。

需要說明的是，在不沖突的情況下，本發明中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步說明，但不作為本發明的限定。

本實施方式的基于SIW技術的加載介質桿的寬帶高增益印刷喇叭天線，包括微帶線饋電結構1、基片集成波導2、加載喇叭3和加載介質板4；

加載介質板4為天線的頂端，加載介質板4的底部與加載喇叭部分3的大端連接，加載喇叭部分3的小端與基片集成波導2的頂部連接，基片集成波導2的底部與微帶線饋電結構1的頂部連接；

所述加載介質板部分4由縱截面均為梯形的1號介質板和2號介質板以上下關系拼接為一體構成的。

本實施方式為一種小口徑和寬頻帶的基于SIW技術的印刷喇叭天線；