[發(fā)明專利]一種基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911029228.2
• 申請(qǐng)日: 2019-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN110890628B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 薛一凡;邢思貝;朱家明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q5/307;H01Q5/50;H01Q13/10
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 石艷紅

本發(fā)明公開了一種基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線，包括介質(zhì)基板和印刷在介質(zhì)基板上的SIW傳輸線、斜槽天線和差分饋電模塊；SIW傳輸線具有短路端和開路端，斜槽天線與SIW傳輸線的開路端相連，形成基于SIW的端射天線；差分饋電模塊用于向基于SIW的端射天線進(jìn)行差分饋電。斜槽天線包括兩個(gè)直角梯形金屬面；每個(gè)直角梯形金屬面內(nèi)具有四個(gè)矩形縫隙。SIW傳輸線包括設(shè)置在介質(zhì)基板A中呈U型的三排金屬通孔。差分饋電模塊包括兩根饋電微帶線和探針。本發(fā)明的饋電方式從差分微帶轉(zhuǎn)換到差分SIW，能夠?qū)崿F(xiàn)比較寬的匹配帶寬。另外，還具有良好的共模抑制效果，寬匹配帶寬，高增益，低旁瓣，低交叉極化等特點(diǎn)；同時(shí)具有低剖面的優(yōu)勢(shì)，易與平面電路集成設(shè)計(jì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無線通信領(lǐng)域，特別是一種基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線。

背景技術(shù)

在現(xiàn)代無線通信系統(tǒng)中，基片集成波導(dǎo)具有低剖面、低插入損耗和易與平面電路集成等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用于設(shè)計(jì)微波器件。平衡電路技術(shù)可以抑制外部噪聲和系統(tǒng)內(nèi)部噪聲等共模信號(hào)的傳輸，因此越來越多的被應(yīng)用于微波電路的設(shè)計(jì)中。天線是無線通信系統(tǒng)中必不可少的收發(fā)器件。差分天線可以直接和平衡電路相連，免去了巴倫以及帶來的損耗和占用的空間。端射天線具有高增益，低駐波比和寬匹配帶寬等優(yōu)點(diǎn)，而且在工作帶寬內(nèi)具有穩(wěn)定的輻射效果。為了滿足無線通信設(shè)備體積小和抗干擾能力強(qiáng)等要求，基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線對(duì)于無線通信系統(tǒng)的發(fā)展具有重要意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，而提供一種基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線，該基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線具有良好的共模抑制效果，寬匹配帶寬，高增益，低旁瓣，低交叉極化等特點(diǎn)；同時(shí)具有低剖面的優(yōu)勢(shì)，易與平面電路集成設(shè)計(jì)。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：

一種基于SIW結(jié)構(gòu)的差分端射天線，包括介質(zhì)基板和印刷在介質(zhì)基板上的SIW傳輸線、斜槽天線和差分饋電模塊。

SIW傳輸線具有短路端和開路端，斜槽天線與SIW傳輸線的開路端相連，形成基于SIW的端射天線。差分饋電模塊用于向基于SIW的端射天線進(jìn)行差分饋電。

介質(zhì)基板分為三層，從上至下依次為上層介質(zhì)基板、中間層介質(zhì)基板和下層介質(zhì)基板。中間層介質(zhì)基板包括并列設(shè)置的介質(zhì)基板A和介質(zhì)基板B。介質(zhì)基板A分別與上層介質(zhì)基板和下層介質(zhì)基板尺寸相同，且具有上共用金屬面和下共用金屬面。

SIW傳輸線設(shè)置在介質(zhì)基板A中，斜槽天線位于介質(zhì)基板B上。

三層介質(zhì)基板具有與長度方向相平行的對(duì)稱軸N-N＇。斜槽天線包括兩個(gè)直角梯形金屬面。兩個(gè)直角梯形金屬面分別設(shè)置在介質(zhì)基板B的上表面和下表面，且關(guān)于對(duì)稱軸N-N＇對(duì)稱。每個(gè)直角梯形金屬面內(nèi)具有至少一個(gè)垂直與其高度方向的矩形縫隙。

每個(gè)直角梯形金屬面的上底邊、下底邊和直角側(cè)邊分別與介質(zhì)基板B中相鄰的三條側(cè)邊所在直線相重合。其中，直角梯形金屬面的下底邊與上共用金屬面或下共用金屬面相連接。

每個(gè)直角梯形金屬面內(nèi)間隔均勻布設(shè)有四個(gè)矩形縫隙。從下底邊至上底邊，四個(gè)矩形縫隙的縫隙長度逐漸減小。

每個(gè)直角梯形金屬面中下底邊的長度均大于介質(zhì)基板B寬度的二分之一。

SIW傳輸線包括設(shè)置在介質(zhì)基板A中的三排金屬通孔，三排金屬通孔圍合形成關(guān)于對(duì)稱軸N-N＇對(duì)稱的U型腔。U型腔的開口端，即為SIW傳輸線的開路端。

差分饋電模塊包括兩根饋電微帶線和探針。兩根饋電微帶線分別布設(shè)在上層介質(zhì)基板的上表面和下層介質(zhì)基板的下表面。探針位于對(duì)稱軸N-N＇所在豎向平面上，且依次貫穿上層介質(zhì)基板、上共用金屬面、介質(zhì)基板A、下共用金屬面和下層介質(zhì)基板，并與兩根饋電微帶線相連接。

每根饋電微帶線均為直線型，且均垂直于對(duì)稱軸N-N＇。