[發明專利]一種圓極化漏波天線

有效

• 申請號: 202110526083.8
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113206381B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 申東婭;孟德超
• 申請（專利權）人: 云南大學
• 主分類號: H01Q3/28
• 分類號: H01Q3/28;H01Q3/30;H01Q5/20;H01Q1/52;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q13/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 韓雪梅

本發明涉及一種圓極化漏波天線，本發明采用微帶型ISGW技術將印刷在所述上層介質板上表面的所述第二敷銅層和下表面的所述梳形饋電傳輸線，中層介質板，制作在下層介質板上的所述蘑菇狀陣列結構，以及印刷在所述下層介質板上的所述第一敷銅層構成微帶型集成基片間隙波導ISGW結構，進而基于微帶型集成基片間隙波導ISGW結構進行制備圓極化天線，解決了現存的基于PCB技術設計的圓極化天線饋電結構復雜以及電磁屏蔽差等缺點。另外ISGW結構具有結構簡單，加工容易，方便集成，工作帶寬較寬等優點，能夠應用于射頻、微波、毫米波和太赫茲頻段。

技術領域

本發明涉及無線通信天線設計技術領域，特別是涉及一種圓極化漏波天線。

背景技術

圓極化天線具有良好的抗干擾能力被廣泛運用于導航衛星、雷達和移動通信等多個不同的場景中。到目前為止，在毫米波段工作的圓極化天線已有很多報道。這些天線可大致分為微帶圓極化天線、金屬矩形波導(RW)圓極化天線和基片集成波導(SIW)圓極化天線。但是，面對毫米波段應用，傳統的圓極化天線存在一些問題，比如純金屬的結構笨重且在毫米波段難以制造，基片集成波導(SIW)的電磁屏蔽性能不強、模式轉換損耗等。

近年來，集成基片間隙波導(ISGW)技術被提出，該波導基于多層PCB來實現。微帶型ISGW一般由三層PCB構成，上層PCB上表面全敷銅構成理想電導體(PEC)，中層PCB上表面印刷有傳輸線，下層PCB上表面印刷周期性圓形金屬貼片，下層PCB下表面全敷銅，下層PCB中有周期金屬通孔與下層PCB上表面的周期金屬圓形貼片構成蘑菇結構，該蘑菇結構與下層PCB下表面的敷銅層共同形成理想磁導體(PMC)。由于PEC與PMC之間形成EBG，電磁波(準TEM波)只能沿著傳輸線傳播。因此現存的基于PCB技術設計的圓極化天線饋電結構復雜、電磁屏蔽差等缺點。

發明內容

本發明的目的是提供一種圓極化漏波天線，以克服現有圓極化天線饋電結構復雜、電磁屏蔽差等缺點，能應用于射頻、微波、毫米波和太赫茲頻段。

為實現上述目的，本發明提供了一種圓極化漏波天線，所述天線基于微帶型集成基片間隙波導ISGW結構進行制備，所述ISGW結構包括：

由上向下依次設置的上層介質板、梳形饋電傳輸線、中層介質板和下層介質板；

在所述上層介質板的上表面印刷有第二敷銅層，并在所述第二敷銅層上蝕刻1個U形縫隙；

所述梳形饋電傳輸線包括兩個端口、傳輸主干和1個傳輸單元，兩個端口分別與所述傳輸主干兩端連接，所述傳輸單元與所述傳輸主干連接，所述傳輸單元與所述U形縫隙對應設置，兩個端口分別連接50Ω匹配負載和同軸傳輸線；

在所述下層介質板的下表面印刷有第一敷銅層，上表面設有陣列設置的圓形金屬貼片，在所述圓形金屬貼片上設置有貫穿所述下層介質板的圓形金屬過孔，形成蘑菇狀陣列結構。

可選地，所述傳輸單元包括兩個傳輸枝干，兩個傳輸枝干分別與所述傳輸主干連接，且分別與所述U形縫隙的兩臂一一對應設置。

可選地，所述梳形饋電傳輸線印刷在所述上層介質板的下表面，且所述梳形饋電傳輸線的長度等于所述上層介質板的長度。

可選地，U形縫隙的兩臂長度取值為2.6-3.5mm，兩臂的寬度為0.8-1.2mm，兩臂之間的距離為2.8-3.2mm；兩個傳輸枝干的長度取值為3.6-4.3mm，兩個傳輸枝干的寬度取值為0.8-1.2mm，兩個傳輸枝干之間的距離為2.8-3.2mm。

可選地，所述上層介質板、所述中層介質板和所述下層介質板均為PCB板，所述上層介質板、所述中層介質板和所述下層介質板的寬度相等，所述中層介質板的長度和所述下層介質板的長度均與所述傳輸主干的長度相等。

本發明還提供一種圓極化漏波天線，所述天線基于微帶型ISGW結構的陣列進行制備的，所述陣列包括：