[發明專利]基于基片集成波導的縫隙陣列天線及其功分網絡

有效

• 申請號: 201810853570.3
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108987946B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 葉修竹;姜昊;沈榮
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: H01Q21/06
• 分類號: H01Q21/06;H01Q21/00;H01Q1/50;H01P5/12
• 代理公司: 上海巔石知識產權代理事務所(普通合伙) 31309
• 代理人: 王再朝;張明

本申請公開一種基于基片集成波導的縫隙陣列天線及其功分網絡，該縫隙陣列天線包括：基片集成波導陣面，包括依序布設的多個基片集成波導和布設于基片集成波導上的縫隙陣列；功分網絡單元，位于基片集成波導陣面后方；功分網絡單元中功分網絡的輸出端與各個基片集成波導相接實現對基片集成波導的饋電；和差網絡單元，位于功分網絡單元后方；和差網絡單元包括工作于W波段的和差網絡，和差網絡與功分網絡相接。本申請縫隙陣列天線中的基片集成波導陣面、功分網絡單元、和差網絡單元為分層立體結構，實現結構緊湊及天線的小型化和低剖面要求，且，本申請縫隙陣列天線工作于W波段，頻率高，可實現窄波束和低副瓣，能提供極高的精度和良好的分辨力。

技術領域

本申請屬于天線技術領域，具體涉及一種基于基片集成波導的縫隙陣列天線和應用于所述縫隙陣列天線的功分網絡。

背景技術

天線是無線通信系統的重要組成部分，隨著社會的進步和技術的發展，對于實現電子系統高性能、小型化的需求日益迫切。陣列天線在通信、導航、雷達、探測等諸多領域的電子系統里面有著廣泛的應用，能夠實現高性能，小型化的陣列天線結構必然能帶來良好的經濟效益和社會效益。

基片集成波導(Substrate Integrated Waveguide，SIW)是一種可以集成于介質基片中的新型導波結構，這種結構在介質基片中按一定間隔排列多個金屬化通孔成為波導光滑側壁的替代結構，從而與上下表面金屬圍成一個準封閉的導波結構，保持了金屬波導的低插入損耗、低輻射、高功率容量等特點。基片集成波導已經被成功地用于設計多種微波結構，如基片集成波導天線、濾波器、雙工器、功分器等。

之前已有相關技術公開了利用基片集成波導技術設計毫米波陣列的方案，然而，目前基于基片集成波導且能夠支持W波段(75GHz至110GHz)的圓口徑陣列天線的應用卻很難實現。

發明內容

鑒于以上相關技術的缺失，本申請的目的在于公開一種基于基片集成波導的縫隙陣列天線及其功分網絡，用于解決相關技術難實現支持W波段的圓口徑陣列天線的問題。

為實現上述目的及其他目的，本申請一方面公開一種基于基片集成波導的縫隙陣列天線，包括：基片集成波導陣面，包括依序布設的多個基片集成波導和布設于所述基片集成波導上的縫隙陣列；功分網絡單元，位于所述基片集成波導陣面后方；所述功分網絡單元中功分網絡的輸出端與各個所述基片集成波導相接實現對所述基片集成波導的饋電；和差網絡單元，位于所述功分網絡單元后方；所述和差網絡單元包括工作于W波段的和差網絡，所述和差網絡與功分網絡相接。

在本申請的某些實施方式中，所述基片集成波導陣面為圓形陣面；在所述基片集成波導陣面中，在第一方向上，所述多個基片集成波導等間距布設，在第二方向上，所述多個基片集成波導的兩端朝向中心軸逐漸變長，且所述多個基片集成波導相對于中心軸呈對稱設置；在每一個基片集成波導上，等間距布設有多個縫隙以形成一排縫隙陣列；每一個基片集成波導上的多個縫隙相對于中心軸的垂軸呈對稱設置。

在本申請的某些實施方式中，所述基片集成波導陣面的直徑為100毫米，在所述基片集成波導陣面中，俯仰向等間距地放置32個基片集成波導，鄰近中心軸的基片集成波導布設有36個縫隙。

在本申請的某些實施方式中，所述基片集成波導的寬度為2毫米，厚度為0.508毫米，相鄰兩個基片集成波導的中心間距為3毫米，其中，相鄰兩個基片集成波導之間通過1毫米寬的金屬條隔開。

在本申請的某些實施方式中，所述縫隙為矩形縫隙，同一個基片集成波導中相鄰兩個縫隙的間距為λ_g毫米，λ_g為基片集成波導的波導波長。

在本申請的某些實施方式中，同一個基片集成波導中與所述功分網絡單元中功分網絡相連的饋電端口的同一側的各個縫隙的偏置方向相同，同一個基片集成波導中與所述功分網絡單元中功分網絡相連的饋電端口的相對兩側的縫隙的偏置方向相反。