[发明专利]极化可变和频率扫描的半模基片集成波导漏波天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种半模基片集成波导漏波天线，更特别地说，是指一种实现极化可变和频率扫描功能的半模基片集成波导漏波天线，广泛应用于无线通信、雷达和其他需要工作频率和极化重构的领域。

背景技术

1998年，Hirokawa和Uchimura（见参考文献[1]：J.Hirokawa and M.Ando,″Single-layer feed waveguide consisting of posts for plane TEM wave excitation in parallel plates″,IEEE Transactions on Antennas Propagation,vol.46:625-630,1998；参考文献[2]：H.Uchimur,T.Takenoshita and M.Fujii,″Development of laminated waveguide″,IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques,vol.46(12),pp.2438-2443,1998；）分别提出了一种通过金属通孔一维阵列形成的结构，金属通孔阵列可以起到和金属壁相类似的作用。结合两排金属通孔以及上下导体表面就可以模拟一个介质填充的矩形金属波导，从而形成基片集成波导。

基片集成波导与传统矩形金属波导相比，同样有良好的传播特性。并且这种结构易于集成，大大减小了原有的微波毫米波波导器件以及建立在波导基础上的其他微波无源器件的重量、尺寸和价格；并且增强了制造过程的可重复性和可靠性。伴随着基片集成波导技术的发展，可以预见未来所有的微波无源或者有源电路都将能够集成在一块基片上，这将推动微波工业的发展。

随着基片集成波导技术的发展，利用基片集成波导形成的无源微波器件，如滤波器、功分器、定向耦合器、天线等，都展现出了能与传统矩形金属波导微波器件相媲美的性能。基片集成波导应用在天线领域主要是通过在其上导体表面周期性地蚀刻缝隙，波导中传输的功率会漏逸到外部空间，从而形成基片集成波导漏波天线。

半模基片集成波导是在基片集成波导上提出的结构，由于基片集成波导中间为理想磁壁，电力线平行于对称面，可以由此处将基片集成波导一分为二，并不会改变场模式，这样可以大大减小由基片集成波导构成的器件的体积。所以半模基片集成波导具有很大的实现价值。

近几年来，极化和频率可重构天线被认为是电子设备朝多功能方向发展。传统的半模基片集成波导缝隙天线其极化方式和波束指向是固定的。如果想改变其辐射方向和极化方式必须通过人工或者机械调整或更换天线的位置和极化方式，灵敏度低，故障率高。如果使用一般的半模基片集成波导天线，需要安装多副天线会带来工作平台体积大、重量大的问题，且电磁兼容性能差等一系列问题。

发明内容

为了克服现有的天线结构体积大、重量大、难以和载体共形的不足，同时可以实现极化重构和频率扫描功能，本发明提供一种实现极化可变和频率扫描的半模基片集成波导漏波天线。该半模基片集成波导漏波天线的体积小、重量轻，易于与载体共形。

本发明提供一种能实现极化可变和频率扫描的半模基片集成波导漏波天线，该天线包括双面设有金属贴片的介质基片、4条微带馈线、一个3dB定向耦合器和两条微带连接线，在其中一个金属贴片上加工有半模基片集成波导天线阵A和半模基片集成波导天线阵B，在所述半模基片集成波导天线阵A上蚀刻斜-45°交指槽和金属通孔A，在所述半模基片集成波导天线阵B上刻蚀有斜45°交指槽和金属通孔A，微带连接线A位于3dB定向耦合器和半模基片集成波导天线阵A41之间；微带连接线B位于3dB定向耦合器和半模基片集成波导天线阵B之间；微带馈线A位于3dB定向耦合器的左上侧；微带馈线B位于3dB定向耦合器的左下侧；微带馈线C位于半模基片集成波导天线阵A的右侧；微带馈线D位于半模基片集成波导天线阵B的右侧。

所述3dB定向耦合器是由起传输作用的基片集成波导A和起耦合作用的基片集成波导B，以及连接在基片集成波导A和基片集成波导B间的耦合缝构成，且基片集成波导A和基片集成波导B共用中间一排的金属通孔B。

所述基片集成波导A的宽等于基片集成波导B的宽。

在金属通孔A和金属通孔B内均设置金属套，且该金属套的两端分别与介质基片两面的金属贴片连接。

所述金属通孔B贯穿两个金属贴片和介质基片。

所述两个金属贴片的厚度相同。所述斜-45°交指槽和斜45°交指槽的位置相对应，数量相等。