[實用新型]一種ISGW波束掃描漏波天線

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202020240062.0
• 申請日: 2020-03-02
• 公開（公告）號: CN211670320U
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁揚揚;馬祖輝
• 申請（專利權(quán)）人: 云南大學(xué)
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 51214
• 代理人: 陽佑虹

本實用新型公開了一種ISGW波束掃描漏波天線。采用四塊介質(zhì)板構(gòu)成集成基片間隙波導(dǎo)漏波天線；ISGW由三層介質(zhì)板構(gòu)成：有電磁帶隙的底層介質(zhì)板，中間層介質(zhì)板以及有金屬覆層的上層介質(zhì)板。在ISGW的上層介質(zhì)板的金屬層上蝕刻了2×N(N為正整數(shù))個形金屬縫隙，當(dāng)電磁波傳輸時，沿著在上層介質(zhì)板底部和中間層介質(zhì)板上表面中的微帶線，通過兩個星形縫隙向空間外輻射電磁波，形成ISGW漏波天線。本實用新型基于ISGW漏波天線具有增益高、抗干擾能力強、易集成、能夠?qū)崿F(xiàn)從后向到前向的掃描能力等優(yōu)點，可應(yīng)用于毫米波無線通信系統(tǒng)。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種無線通信天線，尤其是一種基于PCB的集成基片間隙波導(dǎo)(ISGW)波束掃描漏波天線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

漏波天線由于其具有良好的方向性、高增益、成本低等優(yōu)點，并在空間中可以實現(xiàn)頻率掃描的特點被廣泛應(yīng)用在高分辨雷達(dá)，導(dǎo)航天線、飛行器表面的共形天線等多個不同的場景中。截止到現(xiàn)在，工作在毫米波波段的漏波天線已有諸多的研究。這些天線可大致分為微帶漏波天線、基片集成波導(dǎo)(SIW)漏波天線，基于復(fù)合左右手材料(CLRH)的漏波天線以及間隙波導(dǎo)(GW)漏波天線。但是，對于工作在毫米波波段的天線來說，傳統(tǒng)的漏波天線存在一些問題，比如純金屬的結(jié)構(gòu)在毫米波段難以制造，基片集成波導(dǎo)(SIW)的電磁屏蔽性能不強，間隙波導(dǎo)(GW)性能的不穩(wěn)定等。此外，在信息大爆炸的現(xiàn)代社會，隨著無線通訊技術(shù)的迅猛發(fā)展，各類移動終端對無線信號的覆蓋范圍和無線信號的傳輸速率的要求越來越高，而可以用的頻譜資源卻越來越少，同時5G技術(shù)的提出也對通信設(shè)備提出了更嚴(yán)格的要求。漏波天線具有掃頻特性、良好的方向性和易于和饋電網(wǎng)絡(luò)集成的特點，能夠有效的增加無線信號的覆蓋范圍，并提高頻率空間的復(fù)用率，在毫米波通信系統(tǒng)中有著廣泛的研究潛力。

近年來，集成基片間隙波導(dǎo)(ISGW)傳輸線被提出，該傳輸線基于多層PCB介質(zhì)板來實現(xiàn),分為帶脊的集成基片間隙波導(dǎo)(ISGW)和微帶型集成基片間隙波導(dǎo)(ISGW)兩種結(jié)構(gòu)。帶脊的ISGW一般由兩層PCB介質(zhì)板構(gòu)成，上層PCB介質(zhì)板外側(cè)表面全敷銅構(gòu)成理想電導(dǎo)體(PEC)，下層PCB介質(zhì)板上印刷有微帶線，微帶線上帶有一系列金屬化過孔與下方金屬地相連形成一種類似脊的的結(jié)構(gòu)，微帶線兩側(cè)是周期性的蘑菇結(jié)構(gòu)以形成理想磁導(dǎo)體(PMC)。由于PEC與PMC間形成EBG，電磁波(準(zhǔn)TEM波)只能沿著微帶線傳播。但是，由于帶脊的集成基片間隙波導(dǎo)(ISGW)中，微帶脊與蘑菇結(jié)構(gòu)處于同一層PCB板上，所以其微帶脊會受到蘑菇結(jié)構(gòu)的制約而不方便走線影響整個結(jié)構(gòu)的布局，在實際應(yīng)用中存在局限性。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的發(fā)明目的在于：針對上述存在的問題，提供一種ISGW波束掃描漏波天線，以解決現(xiàn)有漏波天線結(jié)構(gòu)復(fù)雜、電磁屏蔽性能不強、增益較低的缺點。

本實用新型采用的技術(shù)方案如下：

一種ISGW波束掃描漏波天線，包括頂層介質(zhì)板、上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板，上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板間存在間隙；其中：

頂層介質(zhì)板作為天線的輻射單元，用于提高天線增益；

上層介質(zhì)板的上表面設(shè)置有第一敷銅層；第一敷銅層上開設(shè)有N個縫隙單元，N為正整數(shù)，每個縫隙單元均包括兩個形金屬縫隙；上層介質(zhì)板的下表面設(shè)置有饋電微帶線，饋電微帶線貫穿整個上層介質(zhì)板；每對縫隙單元的兩個形金屬縫隙均排布在饋電微帶線兩側(cè)；饋電微帶線兩端的端口中，一端用于連接激勵源，另一端用于連接匹配負(fù)載；

下層介質(zhì)板的下表面設(shè)置有第二敷銅層，下層介質(zhì)板上設(shè)置有電磁帶隙結(jié)構(gòu)陣列，該電磁帶隙結(jié)構(gòu)陣列中的每一電磁帶隙結(jié)構(gòu)均與第二敷銅層連接；

上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板形成一個整體，頂層介質(zhì)板設(shè)置于上層介質(zhì)板上表面。

進(jìn)一步的，上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板之間，設(shè)置有絕緣的中層介質(zhì)板，中層介質(zhì)板的兩個表面分別連接上層介質(zhì)板和下層介質(zhì)板。

進(jìn)一步的，EBG結(jié)構(gòu)陣列為蘑菇型EBG結(jié)構(gòu)陣列。