[实用新型]一种宽带空气介质天线单元

说明书

技术领域

本实用新型涉及毫米波天线技术领域。

背景技术

毫米波是指频率为30GHz-300GHz，波长为10mm-1mm的电磁波。因为毫米波频段具有波长短、频带宽等特性，所以被广泛应用于包括毫米波雷达、导弹制导、电子对抗、毫米波通讯、遥测遥感、射电天文等军事领域和民用领域。尤其是在制导技术方面，因为毫米波频段的频率较高，在具备微波制导特性的同时也具有一定的光电制导特性，所以毫米波制导技术可以将微波制导技术穿透性强，光电制导器件体积小、角度分辨率高的特点结合起来，具有十分优良的制导性能。而在毫米波系统设计中的一项关键技术就是毫米波天线的设计。但随着频率的升高，传统的天线形式在毫米波频段遇到了很多问题。例如，在毫米波频段设计的贴片天线因其大部分能量被束缚在贴片天线的介质之中，所以损耗较大，天线效率不高，同时，贴片天线单元的带宽较窄，限制了贴片天线的应用范围；反射面天线虽然具有较高的增益和效率，但该天线的尺寸大、剖面高，难以达到现代毫米波天线小型化和易于集成的要求。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种宽带空气介质天线单元，该天线单元具有宽带、低损耗、低剖面、易于集成的特点。

为解决上述问题，本实用新型采取的技术方案是：一种宽带空气介质天线单元，该天线单元包括自上而下依次罗列布置的第一基片、第二基片和第三基片，所述的三个基片上下对正，所述的三个基片的截面均为长方形形状，所述第一基片和第三基片为硅基片，所述第二基片为高阻硅基片，在第一基片上开有用于辐射的第一辐射槽和第二辐射槽，在第一基片上还开有用于放置馈电探针的探针槽，所述第一辐射槽、第二辐射槽和探针槽均为通透槽体，在第一基片和第三基片的外表面任意位置均敷设有金属，在第二基片上设有终端短路的基片集成波导和贴片结构，所述贴片结构的上表面设有金属片，在第二基片上表面刻有共面波导馈电电路，在第二基片上还设有通孔，所述第二基片的上下表面和通孔内壁敷设有金属，所述第一辐射槽和第二辐射槽位于基片集成波导的上方，所述第一辐射槽和第二辐射槽由空气介质填充的基片集成波导激励，所述基片集成波导由贴片结构激励。

优选的，所述第一基片、第二基片和第三基片的厚度为0.4mm。

优选的，所述第一基片和第三基片的长边为10.5mm，宽边为4.5mm，所述第一辐射槽的长边为3mm，宽边为1.3mm，所述第二辐射槽的长边为3mm，宽边为1mm，第一辐射槽和第二辐射槽相邻边之间的距离为2.3mm。

优选的，所述基片集成波导的长边为4.55mm，宽边为2.868mm，所述金属片的长边为0.6mm、宽边为0.5mm，所述通孔的孔径为0.15mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本天线单元通过引入贴片结构激励基片集成波导拓展了工作带宽；天线中的大部分介质为空气，能降低天线的损耗；天线用镀有金属的硅基片键合而成，能实现天线的小型化和低剖面，易于集成。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为将本实用新型的三层基片分离开后的结构示意图；

图3为本实用新型一个实施例的第一基片的平面结构示意图；

图4为本实用新型一个实施例的第二基片的平面结构示意图；

图5为本实用新型一个实施例的第三基片的平面结构示意图；

图6为本实用新型实施例下该天线单元设计的反射系数坐标图；

图7为本实用新型实施例下该天线单元设计的反射系数在60GHz时两个主平面内的辐射方向图。

其中，1、第一基片，2、第二基片，3、第三基片，4、第一辐射槽，5、第二辐射槽，6、探针槽，7、共面波导馈电电路，8、基片集成波导，9、贴片结构。

具体实施方式