[發明專利]一種喇叭天線及其制備方法

在審

• 申請號: 201810418730.1
• 申請日: 2018-05-04
• 公開（公告）號: CN108682945A
• 公開（公告）日: 2018-10-19
• 發明（設計）人: 李秀萍;齊紫航;朱華;肖軍
• 申請（專利權）人: 北京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q13/02
• 代理公司: 北京風雅頌專利代理有限公司 11403
• 代理人: 李莎;李弘

本發明公開了一種喇叭天線，包括依次層疊設置的饋電介質層、主體介質層和覆蓋介質層，相鄰介質層間的接觸面設有金屬箔；饋電介質層上設置有饋電結構；主體介質層包括：具有空腔的介質部，以及具有開槽結構的介質負載，介質負載設置在介質部的端部，空腔的內壁鍍有金屬箔。上述喇叭天線的制備方法，包括：對介質部進行切割處理，使介質部形成空腔；對空腔的內壁進行金屬化處理，使內壁鍍有金屬箔；在介質部的端部進行延長處理，形成主體介質層的介質負載；對介質負載進行切割處理，使介質負載具有開槽結構；在將具有饋電結構的饋電介質層、主體介質層以及覆蓋介質層自下而上依次層疊之前，于相鄰介質層的接觸面進行金屬化處理。

技術領域

本發明涉及無線通信天線技術領域，特別是指一種喇叭天線及其制備方法。

背景技術

近年來隨著高性能的智能手機、平板電腦、筆記本電腦的層出不窮，另外大數據、云計算的興起，人類對信息需求的不斷擴大，超清視頻、3D影視、VR(虛擬現實)等等都需要大量的數據傳輸，有限的頻譜資源變得越來越擁擠，為實現高速的信息傳輸就需要高帶寬的通信技術，相對于較低頻率的微波通信，毫米波/太赫茲具有相對帶寬小，易于實現高帶寬的特點，毫米波/太赫茲通信越來越受到人們的重視，通信系統正快速邁向毫米波/太赫茲頻段。相對于微波通信還具有高空間分辨率、高方向性、較好的物質靈敏性等特點，相對于紅外具有散射小、透射性強、安全性高、光譜分辨性好等優勢。有人稱毫米波/太赫茲通信是通信發展的必然趨勢,是繼微波和光通信又一重要通信頻段，被譽為新一代無線革命。然而毫米波/太赫茲系統面臨研發、制造成本高，鏈路衰減大等挑戰。天線作為信息傳遞的窗口，其性能好壞決定著通信質量的高低。為應對上述挑戰，毫米波/太赫茲通信系統迫切需求低成本、高增益、高帶寬的天線。

對于天線的設計高介電常數的材料會降低天線的輻射效率，毫米波/太赫茲頻段介質損耗也會隨頻率升高大幅增大。因此，人們在設計天線時通常采用低介電常數、低損耗的材料以提高天線性能，低介電常數的材料可以減小表面波損耗，而低損耗的材料可以有效提高天線的增益。但是由于材料工藝的限制，材料的介電常數不可能無限小，介質損耗也無法做到零。而低介電常數、低介質損耗的材料往往價格昂貴，這就造成了天線成本的升高。

喇叭天線是面天線，波導管終端漸變張開的圓形或矩形截面的微波天線，是使用最廣泛的一類微波天線。傳輸TE10模式的波導，其寬邊所在的面為H面，窄邊所在的面為E面。H面喇叭天線是通過擴展波導H面形成的一種天線形式，其在E面具有較寬的波束，而在H面具有較窄的波束。H面喇叭天線是通過擴展波導H的面形成的一種天線形式，其在E面具有較寬的波束，而在H面具有較窄的波束。H面喇叭天線具有端射和高集成度等優勢被廣泛應用，然而相對于傳統的角錐喇叭天線它的帶寬較窄，增益較低，限制了系統性能。基片集成波導Substrate integrated waveguide(SIW)是一種新的微波傳輸線形式，其利用金屬通孔在介質基片上實現波導的場傳播模式，在毫米波頻段基片集成波導的結構逐漸被廣泛采用。在目前相關文獻報道中，人們利用SIW結構實現H面喇叭天線。雖然，相對于微帶線SIW具有低損耗的優勢，然而在毫米波頻段這種損耗仍然較大，因此降低了天線的增益。此外由于H面喇叭天線在E面尺寸較小，造成了在天線輻射末端與空氣的嚴重失配，帶寬性能較差。

因此，亟需一種新型的喇叭天線，使H面喇叭天線具有低介質損耗以及優良的增益和帶寬性能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提出一種具有低介質損耗以及寬帶寬和高增益的喇叭天線及其制備方法。

基于上述目的本發明提供的喇叭天線，包括依次層疊設置的饋電介質層、主體介質層和覆蓋介質層，相鄰介質層間的接觸面設有金屬箔；

其中，所述饋電介質層上設置有饋電結構；

所述主體介質層包括：具有空腔的介質部，以及具有開槽結構的介質負載，所述介質負載設置在所述介質部的端部，所述空腔的內壁鍍有金屬箔。