[實用新型]基于高次模饋電的基片集成波導縫隙天線

有效

• 申請號: 201720583984.X
• 申請日: 2017-05-23
• 公開（公告）號: CN207082637U
• 公開（公告）日: 2018-03-09
• 發明（設計）人: 孫魯兵;張穎松;錢祖平
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學
• 主分類號: H01Q21/24
• 分類號: H01Q21/24;H01Q13/10;H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 南京理工大學專利中心32203
• 代理人: 陳鵬

技術領域

本實用新型涉及基片集成波導技術，具體涉及一種基于高次模饋電的基片集成波導縫隙天線。

背景技術

隨著現代微波毫米波電路系統的高速發展，其功能越來越復雜、電性能指標要求越來越高，同時要求其體積越來越小、重量越來越輕；整個系統迅速向小型化、輕量化、高可靠性、多功能性和低成本方向發展。低成本、高性能、高成品率的微波毫米波技術對于開發商業化的低成本微波毫米波寬帶系統非常關鍵。

基片集成波導技術是近幾年提出的一種可以集成于介質基片中的具有低插損低輻射等特性的新型導波結構，它是通過在上下底面為金屬層的低損耗介質基片上，利用金屬化通孔陣列而實現的，其目的是在介質基片上實現傳統的金屬波導的功能。它可有效地實現無源和有源集成，使毫米波系統小型化，甚至可把整個毫米波系統制作在一個封裝內，極大地降低了成本；而且它的傳播特性與矩形金屬波導類似，所以由其構成的毫米波和亞毫米波部件及子系統具有高Q值、高功率容量、易集成等優點，同時由于整個結構完全為介質基片上的金屬化通孔陣列所構成，所以這種結構可以利用PCB或LTCC工藝精確的實現，并可與微帶電路實現無隙集成。與傳統波導形式的微波毫米波器件的加工成本相比，基片集成波導微波毫米波器件的加工成本十分低廉，不需任何事后調試工作，非常適合微波毫米波集成電路的設計和大批量生產。

現有的基片集成波導縫隙天線陣饋電網絡復雜，且金屬化通孔數量龐大，降低了天線的輻射效率。隨著基片集成波導大量的應用于有源或無源電路，基片集成波導高次模器件吸引了越來越多研究者的關注。將基片集成波導高次模技術應用于天線饋電網絡，不僅能夠簡化器件結構、優化加工工藝，而且能夠增強性能穩定性。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種基于高次模饋電的基片集成波導縫隙天線。

實現本實用新型目的的技術方案為：一種基于高次模饋電的基片集成波導縫隙天線，包括一層介質板，介質板上層包括微帶T型反相功分器和輻射金屬面，微帶T型反相功分器的末端分別連接有第一三角匹配結構和第二三角匹配結構，輻射金屬面上設置有16個尺寸相同的矩形縫隙，用于輻射電磁波；介質板下層由一層金屬面構成，金屬面上設置有兩條耦合縫隙，每個耦合縫隙連接有第三三角形匹配結構；

金屬化通孔貫穿整個介質板，包括上下兩排相互平行的金屬化通孔以及左右兩側相互平行的金屬化通孔；上下兩排金屬化通孔構成基片集成波導的邊界，左側金屬化通孔設有兩個耦合窗，以激勵高次模式，右側金屬化通孔構成短路邊界，以形成駐波工作模式；相鄰金屬化通孔的中心間距不大于兩倍的通孔直徑。

與現有技術相比，本實用新型具有如下有益效果：

本實用新型設計了一種新的饋電結構，在基片集成波導基礎上，通過激勵TE₄₀高次模式做為天線的饋源，大大簡化了天線陣的饋電網絡結構；與傳統的基片集成波導縫隙天線陣相比，大大降低了加工復雜度，節約成本；該技術在高頻段的微波毫米波應用中將顯得更有優勢。

附圖說明

圖1為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線上表面結構圖。

圖2為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線下表面結構圖。

圖3為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線回波損耗曲線圖。

圖4為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線增益曲線圖。

圖5為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線H面輻射方向圖。

圖6為高次模饋電的基片集成波導縫隙天線E面輻射方向圖。

具體實施方式

結合圖1、圖2，一種基于高次模饋電的基片集成波導縫隙天線，包括一層介質板8，介質板上層包括微帶T型反相功分器1和輻射金屬面2，微帶T型反相功分器1的末端分別連接有第一三角匹配結構5和第二三角匹配結構5’，輻射金屬面2上設置有16個尺寸相同的矩形縫隙4，用于輻射電磁波；介質板下層由一層金屬面9構成，金屬面9上設置有兩條耦合縫隙11，耦合縫隙11一端設置有第三三角形匹配結構10；

金屬化通孔3貫穿整個介質板8，包括上下兩排相互平行的金屬化通孔以及左右兩側相互平行的金屬化通孔；上下兩排金屬化通孔構成基片集成波導的邊界，左側金屬化通孔設有兩個耦合窗7，以激勵高次模式，右側金屬化通孔構成短路邊界，以形成駐波工作模式；相鄰金屬化通孔的中心間距不大于兩倍的通孔直徑。

進一步的，所述矩形縫隙4具有相同的偏置，16個矩形縫隙4呈4×4設置，四組矩形縫隙4分別關于基片集成波導寬邊四分之一線兩兩對稱分布。