[实用新型]基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种应用于无线通信、移动通信基站系统的平面天线技术。该天线采用基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide SIW)馈电及平面印刷技术，适合于需要45度角线极化天线以及需要将天线与系统实现平面集成的应用场合。

背景技术

传统金属波导在天线领域特别是大功率天线中有非常广泛的应用，例如在雷达以及以及无线通信领域。基于金属波导的天线具有辐射功率大、辐射方向图可控、增益高、交叉极化电平低等优点。但金属波导缺点也是显而易见的，用它设计的天线体积大、结构笨重、加工不便、成本高，特别是不适于与现代平面电路集成，限制了在它在很多领域的应用。为易于与平面电路集成，人们又提出了微带线、共面波导、槽线等多种平面传输线及用这些传输线设计的天线。此类天线结构在很大程度解决了共面集成的问题，但与此同时，此类传输类存在功率容量小、结构开放等问题。不适合设计功率大、精度要求高的天线。SIW在保持金属波导高Q值、功率容量大的同时，还易于用PCB技术实现，易于与其它平面电路集成。

现代移动通信中的基站天线经常采用双45度线极化的方式，并且对功率有一定的要求。采用SIW技术设计的45度线极化可作为双45度线极化天线的组成部分，该天线具有辐射功率大、易于与现代平面电路集成等优点。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提出一种基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线，使其能很好地满足与平面系统集成的需要，同时也是对SIW技术天线领域应用的拓展，使之适用于更多的场合。该天线具有功率容量大、损耗小、成本低、便于批量生产等优点。

技术方案：本实用新型的基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线基于SIW技术及最新提出的SIW谐振式缝隙天线阵列技术。开在SIW上表面金属的45度角倾斜的缝隙切割驻波状态下的表面电流，产生45度极化波。

本实用新型的基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线包括介质基片、在介质基片上下两面的金属板；在介质基片上表面术端短路的基片集成波导由介质基片上下两面的金属板和贯穿于上下两面的金属板的金属化通孔阵列围成的U形区域构成；缝隙阵位于金属化通孔阵列围成的U形区域内，且相对该天线的长度方向的中轴线呈45度角设置，SIW过渡转接器位于金属化通孔阵列围成的U形区域的开口处。缝隙阵包括多个两个一组相邻较近的缝隙对。

有益效果：本实用新型具有如下优点：

1.利用谐振式设计的缝隙阵列，辐射方向容易控制。

2.将斜缝阵列刻蚀在基片集成波导表面，功率容量大，损耗小，交叉极化电平低、体积小、易加工。

3.用缝隙对作为单元，在有限的面积下提高了增益。

4.该天线全部利用PCB工艺生产，成本低、精度高、重复性好，适合大批量生产。

附图说明

图1是基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线结构示意图。

图中有：介质基片1、基片集成波导2、金属板21、金属化通孔阵列22、SIW过渡转接器3、缝隙阵4、缝隙对41。

具体实施方式

本实用新型的基片集成波导斜缝阵列45度线极化天线包括介质基片1、在介质基片1上下两面的金属板21；在介质基片1上表面末端短路的基片集成波导2由介质基片上下两面的金属板21和贯穿于上下两面的金属板21的金属化通孔阵列22围成的U形区域构成；缝隙阵4位于金属化通孔阵列22围成的U形区域内，且相对该天线的长度方向的中轴线呈45度角设置，SIW过渡转接器3位于金属化通孔阵列22围成的U形区域的开口处。缝隙阵4包括多个两个一组相邻较近的缝隙对41。天线结构如图1所示，尺寸单位均为mm。金属反射板尺寸为96×16.3×0.5(L×W×H)。微带过渡部分用于测试或与其它微带电路连接。上层金属上开有8条斜缝，缝隙位于SIW处，以缝隙对的形式存在，可以增加带宽以及提高辐射性能。仿真以及实测反射系数、方向图2～图4所示，实测交叉极化在图3～图4表示。