[發明專利]一種脊波導縫隙陣列天線

在審

• 申請號: 202010113642.8
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111129763A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 劉錦霖;何仲夏;陳國勝
• 申請（專利權）人: 盛緯倫（深圳）通信技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/22;H01Q21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供一種脊波導縫隙陣列天線，該脊波導縫隙陣列天線由從上至下的輻射層、耦合層及饋電層組成，其中，饋電層對接收的電磁波信號進行分配并傳遞到耦合層，耦合層對電磁波信號進行耦合處理后傳輸至輻射層進行輻射，在輻射層設置交叉十字形的高阻抗表面，從而形成電磁波的抑制結構，減少電磁波的損耗，饋電層采用脊隙與波導腔體分層加工的方式，加工難度小，并通過WR?12標準矩形波導接口進行垂直饋電，提高天線的增益和效率。

技術領域

本發明屬于天線領域，特別是涉及一種縫隙陣列天線。

背景技術

目前的微波波段中，尤其是6GHz以下的頻段應用已經趨向飽和，但是，面向未來的無線與移動通信系統對于通信速率有著更高的要求，例如要求下載速度達到1Gbps，因此能夠提供更高帶寬的毫米波波段就成了新的利用目標，其頻率范圍介于30GHz-300GHz。然而，到目前為止毫米波技術中所遇到的核心障礙便是其氧氣衰減或水衰減比較嚴重，相應地毫米波通信的距離會受到限制，因此開發高增益的天線便成了毫米波通信系統中的技術難點。

傳統的高增益天線包括反射面和陣列天線，考慮到未來無線與移動通信系統中基站體積小巧，因此，厚重的反射面天線顯然不適合再作為毫米波通信系統的終端。相反地，高輻射效率的縫隙陣列天線就成為未來無線通信系統中前傳通信和回傳通信的唯一選擇。

在傳統的衛星通信應用的機載通信與微波探測系統中，縫隙陣列天線的劣勢十分明顯，例如：矩形波導雖然具有低損耗的特點，但是其在毫米波的應用中對于多層金屬結合的緊密性、加工誤差度等要求過高，且組裝時存在金屬貼面間的電磁波泄露。市場上已有的多層金屬片層壓技術在很大程度上解決了矩形波導穩定性差的問題，但是該多層金屬片層壓技術的加工成本異常高昂，并不適合大量工業化生產。

因此，有必要開發一種設計復雜度小，輻射效果良好，加工成本低的縫隙陣列天線。

發明內容

為了解決以上現有技術的不足，本發明提出一種基于高阻抗表面的脊波導縫隙陣列天線，本發明的技術方案如下：

一種脊波導縫隙陣列天線，該脊波導縫隙陣列天線由從上至下的輻射層、耦合層及饋電層組成，其中，饋電層對接收的電磁波信號進行分配并傳遞到耦合層，耦合層對電磁波信號進行耦合處理后傳輸至輻射層進行輻射。

進一步的，所述的輻射層進一步包括從上至下依次設置的輻射口、輻射腔體、耦合層腔體及輻射單元。

進一步的，所述的輻射層的相鄰兩個輻射單元之間的間距為0.84倍的電磁波波長。

進一步的，所述的輻射層的輻射單元正下方還設置長方體的金屬塊用于提高帶寬。

進一步的，所述的耦合層進一步包括復數個耦合口。

進一步的，所述的脊波導縫隙陣列天線的工作頻率為30GHz至220GHz。

進一步的，所述的饋電層進一步包括從上至下依次設置的基于高阻抗表面的脊傳輸線，WR-12標準波導口及底板。

進一步的，所述的饋電層采用全并聯方式饋電。

進一步的，所述的饋電層設置有T形的功率分配器，該功率分配器將電磁波信號由T型功率分配器傳遞到耦合層。

進一步的，所述的饋電層在末端采用磁場激勵耦合層。

進一步的，所述的饋電層上表面和下表面均設置交叉十字形的高阻抗表面。

采用本發明的基于高阻抗表面的脊波導縫隙陣列天線，在30GHz至220GHz的毫米波頻段內，利用高阻抗表面傳輸線的脊波導縫隙陣列天線采取分層加工的方式進行組裝，天線輻射效果好，加工成本低，市場上競爭力較強。

附圖說明

圖1：本發明脊波導縫隙陣列天線的整體結構圖。