[發(fā)明專利]一種基片集成脊間隙波導(dǎo)及寬帶圓極化漏波天線

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810705621.8
• 申請(qǐng)日: 2018-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN109037925A
• 公開（公告）日: 2018-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 石樹杰;曹文權(quán);曾志遠(yuǎn);呂昕夢
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50;H01Q13/20;H01Q13/22;H01Q13/26;H01Q15/24;H01Q19/02;H01Q21/00
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 薛云燕

本發(fā)明公開了一種基片集成脊間隙波導(dǎo)及寬帶圓極化漏波天線。所述基片集成脊間隙波導(dǎo)包括上層介質(zhì)板、上層外圍金屬化過孔、上層矩形金屬貼片、兩個(gè)矩形環(huán)狀金屬貼片、下層介質(zhì)板、下層外圍金屬化過孔、金屬脊、電磁帶隙EBG結(jié)構(gòu)、金屬地、饋電探針、匹配探針；下層中央兩排金屬化過孔和啞鈴狀金屬貼片構(gòu)成基片集成金屬脊；電磁帶隙EBG結(jié)構(gòu)由設(shè)置于啞鈴狀金屬貼片中間矩形條帶兩側(cè)的周期性蘑菇狀結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，用于限制電磁波向兩側(cè)泄漏；上下兩層介質(zhì)板緊密貼合。寬帶圓極化漏波天線為：上層矩形金屬貼片上表面設(shè)置縫隙陣列，實(shí)現(xiàn)圓極化輻射。本發(fā)明保持了漏波天線寬頻帶和頻率掃描特性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)了圓極化和高增益平坦度的特性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及波導(dǎo)型器件技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基片集成脊間隙波導(dǎo)及寬帶圓極化漏波天線。

背景技術(shù)

漏波天線具備特有的寬工作頻帶和頻率掃描特性，在防撞雷達(dá)、無線定位等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。圓極化天線有助于減少無線通信中極化失配、多徑效應(yīng)帶來的不良影響。因此，圓極化漏波天線在智能公路交通系統(tǒng)、列車自動(dòng)控制系統(tǒng)中具有良好的應(yīng)用前景。

脊間隙波導(dǎo)具有傳輸損耗小，工作頻段易于設(shè)計(jì)，帶寬寬等優(yōu)點(diǎn)，因此結(jié)合脊間隙波導(dǎo)，設(shè)計(jì)上層輻射縫隙陣列結(jié)構(gòu)，形成漏波天線是慣用的手段。然而，傳統(tǒng)脊間隙波導(dǎo)為金屬腔體結(jié)構(gòu)，加工難度大、成本高。此外，在漏波天線的設(shè)計(jì)中，在較寬的工作頻帶內(nèi)保持良好的增益平坦度是一個(gè)難點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基片集成脊間隙波導(dǎo)及寬帶圓極化漏波天線，從而在保持寬工作頻帶和頻率掃描特性的同時(shí)，在整個(gè)工作頻帶內(nèi)實(shí)現(xiàn)圓極化和高增益平坦度。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為：一種基片集成脊間隙波導(dǎo)，包括上層介質(zhì)板、上層外圍金屬化過孔、上層矩形金屬貼片、矩形環(huán)狀金屬貼片一、矩形環(huán)狀金屬貼片二、下層介質(zhì)板、下層外圍金屬化過孔、金屬脊、電磁帶隙EBG結(jié)構(gòu)、金屬地、饋電探針、匹配探針；

上層矩形金屬貼片設(shè)置于上層介質(zhì)板的上表面，上層外圍金屬化過孔設(shè)置于上層介質(zhì)板四周，矩形環(huán)狀金屬貼片一設(shè)置于上層介質(zhì)板的下表面，上層矩形金屬貼片通過上層外圍金屬化過孔與矩形環(huán)狀金屬貼片一連通；所述矩形環(huán)狀金屬貼片二設(shè)置于下層介質(zhì)板的上表面，下層外圍金屬化過孔設(shè)置于下層介質(zhì)板四周，金屬地設(shè)置于下層介質(zhì)板的下表面，矩形環(huán)狀金屬貼片二通過下層外圍金屬化過孔與金屬地連通；所述上層介質(zhì)板與下層介質(zhì)板緊密貼合，矩形環(huán)狀金屬貼片一、矩形環(huán)狀金屬貼片二完全重合，保證上層矩形金屬貼片、上層外圍金屬化過孔、下層外圍金屬化過孔、金屬地整體連接導(dǎo)通。

進(jìn)一步地，所述金屬脊由下層中央兩排金屬化過孔、啞鈴狀金屬貼片構(gòu)成；啞鈴狀金屬貼片設(shè)置于下層介質(zhì)板的上表面，且啞鈴狀金屬貼片與饋電探針、匹配探針滿足阻抗匹配；下層中央兩排金屬化過孔設(shè)置于啞鈴狀金屬貼片中間矩形條帶邊緣，啞鈴狀金屬貼片通過下層中央兩排金屬化過孔與金屬地連通。

進(jìn)一步地，所述電磁帶隙EBG結(jié)構(gòu)由周期性蘑菇狀結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，周期性蘑菇狀結(jié)構(gòu)單元分別設(shè)置于啞鈴狀金屬貼片中間矩形條帶兩側(cè)，用于限制電磁波向兩側(cè)泄漏；

每個(gè)蘑菇狀結(jié)構(gòu)單元由小方形金屬貼片和中央金屬化過孔組成；小方形金屬貼片設(shè)置于下層介質(zhì)板的上表面，中央金屬化過孔設(shè)置于下層介質(zhì)板內(nèi)，小方形金屬貼片通過中央金屬化過孔與金屬地連通。

進(jìn)一步地，所述饋電探針和匹配探針分別穿過啞鈴狀金屬貼片兩端的圓孔與上層矩形金屬貼片相連，饋電探針和匹配探針分別通過圓孔與金屬脊耦合。

一種基于基片集成脊間隙波導(dǎo)的寬帶圓極化漏波天線，上層矩形金屬貼片上表面設(shè)置縫隙陣列，實(shí)現(xiàn)圓極化輻射。

進(jìn)一步地，所述縫隙陣列由兩列沿中心線依次成對(duì)排布的縫隙構(gòu)成，各縫隙中心與中心線距離四分之一波導(dǎo)波長，相鄰兩對(duì)縫隙之間距離一個(gè)波導(dǎo)波長，每對(duì)縫隙內(nèi)部中心間距四分之一波導(dǎo)波長，且與中心線夾角分別成正負(fù)45度。