[發明專利]基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線

在審

• 申請號: 201910544150.1
• 申請日: 2019-06-21
• 公開（公告）號: CN110265787A
• 公開（公告）日: 2019-09-20
• 發明（設計）人: 洪濤;楊博光;趙哲民;劉英;姜文;龔書喜
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H01Q13/18
• 分類號: H01Q13/18;H01Q1/50;H01Q1/38
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 楊春崗;陳宏社

1.一種基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線，其結構自上而下包括輻射層(1)、功分層(2)和饋電層(3)，所述輻射層(1)由四個順序旋轉排布的SIW正方形諧振腔(11)、第一金屬貼片(12)和第一矩形介質板(13)組成；所述功分層(2)由功分器(21)、第二金屬貼片(22)和第二矩形介質板(23)組成；所述饋電層(3)由矩形SIW結構(31)、第三金屬貼片(32)、第三矩形介質板(33)和第四金屬貼片(34)組成；所述第一金屬貼片(12)、第二金屬貼片(22)分別覆在第一矩形介質板(13)和第二矩形介質板(23)的上表面；所述第三金屬貼片(32)、第四金屬貼片(34)分別覆在第三矩形介質板(33)的上表面和下表面，其特征在于：

所述SIW正方形諧振腔(11)位于第一金屬貼片(12)的上表面，該SIW正方形諧振腔(11)的邊緣處，設有K個第一金屬通孔(14)，其中，K≥4，其上表面蝕刻有M×N個矩形縫隙(15)，其中，M和N≥1，且都為奇數；所述SIW正方形諧振腔(11)上表面的中心貫穿有通孔(16)，且垂直于矩形縫隙(15)和第一矩形介質板(13)，矩形縫隙(15)的輻射使腔體獲得電磁能量；

所述功分器(21)由第二金屬通孔(24)和金屬探針(28)組成，該功分器(21)呈“H”形，且位于第二金屬貼片(22)的上表面；所述第二金屬通孔(24)貫穿于第二矩形介質板(23)；所述功分器(21)的中心位置蝕刻功分層矩形耦合縫隙(25)，且關于功分層矩形耦合縫隙(25)中心對稱分布；該功分器(21)的兩條豎臂的兩端各貫穿有一個圓形耦合縫隙(26)，橫臂的兩端各貫穿有一個圓形阻抗匹配縫隙(27)；所述金屬探針(28)貫穿于每個圓形耦合縫隙(26)，且與SIW正方形諧振腔(11)中的矩形縫隙(15)相接觸，激勵出矩形縫隙(15)的本征模式，從而達到饋電的效果；

所述矩形SIW結構(31)由第三金屬通孔(35)、饋電層矩形耦合縫隙(36)和饋電層金屬通孔(37)組成；該矩形SIW結構(31)位于第三金屬貼片(32)上表面，蝕刻有饋電層矩形耦合縫隙(36)；所述第三金屬通孔(35)貫穿于第三矩形介質板(33)，且呈倒“U”形結構；所述饋電層金屬通孔(37)位于倒“U”形結構的上端，用以實現阻抗匹配；所述饋電層矩形耦合縫隙(36)用來耦合功分層(2)中的功分層矩形耦合縫隙(25)。

2.根據權利要求1所述的基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線，其特征在于，所述第一矩形介質板(13)、第二矩形介質板(23)和第三矩形介質板(33)采用RogersDuriod 5880材質，其厚度分別為0.787mm、0.508mm和0.508mm；所述第一金屬通孔(14)、第二金屬通孔(24)和第三金屬通孔(35)的直徑為d₁，其中，0.45mm≤d₁≤0.55mm，且相鄰通孔的圓心距為S，其中，0.76mm≤S≤0.84mm。

3.根據權利要求1所述的基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線，其特征在于，所述四個順序旋轉排布的SIW正方形諧振腔(11)的邊長為L，其中，15mm≤L≤15.4mm。

4.根據權利要求1所述的基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線，其特征在于，所述矩形縫隙(15)的長度為S_L、寬度為S_W，其中，4.46mm≤S_L≤4.54mm，0.853mm≤S_W≤0.867mm；所述通孔(16)的直徑為d₂，其中，0.45mm≤d₂≤0.49mm。

5.根據權利要求1所述的基于基片集成波導SIW的背腔縫隙圓極化毫米波天線，其特征在于，所述功分層矩形耦合縫隙(25)與兩條豎臂相互平行，其長度為L₁、寬度為W₁，其中，4.31mm≤L₁≤4.37mm，0.2mm≤W₁≤0.24mm。