[發(fā)明專利]一種基片集成波導(dǎo)饋電的寄生貼片陣列天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010168847.6
• 申請(qǐng)日: 2020-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN111244624B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 井慶豐;別雨軒;朱忠博
• 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;H01Q9/04;H01Q13/10;H01Q21/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務(wù)所 32237
• 代理人: 賀翔

本發(fā)明公開了一種基片集成波導(dǎo)饋電的寄生貼片陣列天線，包括第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、第三介質(zhì)板和第四介質(zhì)板，其中第一介質(zhì)板位于第二介質(zhì)板上方，第二介質(zhì)板位于第三介質(zhì)板上方，第三介質(zhì)板位于第四介質(zhì)板上方。第一介質(zhì)板上設(shè)有環(huán)形貼片，第二介質(zhì)板上設(shè)有主輻射貼片，第三介質(zhì)板和第四介質(zhì)板上的金屬通孔結(jié)構(gòu)構(gòu)成了一分四基片集成波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)，并且通過第三介質(zhì)板上的縫隙向主輻射貼片進(jìn)行饋電。環(huán)形貼片起到了引向作用，基片集成波導(dǎo)饋電網(wǎng)絡(luò)則起到了降低饋電損耗的作用。該陣列天線改善了微帶貼片陣列天線饋電損耗大、增益低的缺點(diǎn)，且具有剖面低、體積小、易于平面電路集成的優(yōu)點(diǎn)，可用于低剖面的太赫茲或毫米波通信。

技術(shù)領(lǐng)域：

本發(fā)明涉及一種基片集成波導(dǎo)饋電的寄生貼片陣列天線，其屬于通信技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著通信信息技術(shù)的不斷發(fā)展，為了提高通信系統(tǒng)的通訊速率以及緩解頻譜資源緊張，對(duì)毫米波、太赫茲頻段的研究越來越多。天線是無線通信系統(tǒng)的重要組成部分，工作在高頻段要求天線具有尺寸小、增益高、集成度高、易與平面電路集成等相關(guān)特性。

微帶貼片天線具有平面電路結(jié)構(gòu)，易與微波毫米波電路集成，加工設(shè)計(jì)簡便，但增益不高，帶寬窄，且高頻段的微帶饋電網(wǎng)絡(luò)具有較大的表面波損耗。

基片集成波導(dǎo)(Substrate Integrated Waveguide，SIW)具有低插入損耗、高品質(zhì)因數(shù)、高功率容量等優(yōu)點(diǎn)，而且其生產(chǎn)成本和設(shè)計(jì)復(fù)雜度在微波毫米波頻段具有無可比擬的優(yōu)勢，因此，將SIW饋電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于貼片天線領(lǐng)域，可實(shí)現(xiàn)陣列天線的低饋電損耗和小型化，也可方便地實(shí)現(xiàn)天線與平面電路的一體化集成。但由于其品質(zhì)因數(shù)高，導(dǎo)致天線的帶寬仍然較窄。且由于輻射貼片在高頻仍有較多的表面波損耗，導(dǎo)致其增益不高。

發(fā)明內(nèi)容：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中天線增益低、帶寬窄等缺陷，本發(fā)明提出了一種基片集成波導(dǎo)饋電的寄生貼片陣列天線，能有效提升天線增益，增加天線帶寬。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案有：一種基片集成波導(dǎo)饋電的寄生貼片陣列天線，包括第一介質(zhì)板、第二介質(zhì)板、第三介質(zhì)板和第四介質(zhì)板，所述第一介質(zhì)板位于第二介質(zhì)板上方，第二介質(zhì)板位于第三介質(zhì)板上方，第三介質(zhì)板位于第四介質(zhì)板上方，所述第一介質(zhì)板上方排列有呈兩行兩列排布的四個(gè)環(huán)形貼片，第二介質(zhì)板上方排列有呈兩行兩列排布的四個(gè)主輻射貼片，主輻射貼片一一對(duì)應(yīng)地位于環(huán)形貼片的正下方，所述第三介質(zhì)板的上表面為第一金屬層，第一金屬層上開設(shè)有呈兩行兩列排布的四個(gè)第一縫隙，第一縫隙一一對(duì)應(yīng)地位于主輻射貼片的正下方，在第三介質(zhì)板中設(shè)置有貫通第三介質(zhì)板的第一金屬通孔，第四介質(zhì)板的上表面部分為第二金屬層，下表面為第三金屬層，所述第二金屬層即為第三介質(zhì)板的下表面，所述第二金屬層上開有兩個(gè)第二縫隙，所述第二金屬層與第四介質(zhì)板邊緣之間設(shè)有微帶線，在第四介質(zhì)板中設(shè)置有貫通第四介質(zhì)板的第二金屬通孔。

進(jìn)一步地，所述環(huán)形貼片為矩形環(huán)。

進(jìn)一步地，所述主輻射貼片為正方形。

進(jìn)一步地，所述第一介質(zhì)板上每行和每列的矩形環(huán)之間間距為0.7-2倍介質(zhì)波長。

進(jìn)一步地，所述第三介質(zhì)板的第一金屬通孔圍成兩個(gè)平行的封閉矩形狀，第一金屬層上的第一縫隙按2個(gè)一組，分別位于兩個(gè)矩形中，沿矩形中線對(duì)稱分布。

進(jìn)一步地，所述第四介質(zhì)板上的第二金屬層上的兩個(gè)第二縫隙位于第三介質(zhì)板的第一金屬通孔所圍成的矩形長邊中間位置正下方。

進(jìn)一步地，所述第一縫隙和第二縫隙均為橫向矩形縫隙，且其尺寸相同。

進(jìn)一步地，所述第四介質(zhì)板上的微帶線為矩形微帶線。

進(jìn)一步地，所述第四介質(zhì)板的第二金屬通孔輸出端口寬度大于輸入端口寬度。

進(jìn)一步地，所述第四介質(zhì)板的第二金屬通孔的T形接口處有一第三金屬通孔。