[发明专利]一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线

说明书

本发明公开了一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线，包括具有表面和背面的电介质基片体、第一短路钉组、第二短路钉组、第三短路钉组、馈电接头和缝隙结构，其中：馈电接头，端接于电介质基片体的一侧边，且连接电介质基片体的表面和背面；缝隙结构，开缝于电介质基片体的背面，为天线的辐射单元；第一短路钉组、第二短路钉组和第三短路钉组纵向贯穿电介质基片体的表面和背面，第一短路钉组沿所述电介质基片体外缘围出一波导腔体，在该腔体内部形成一个一阶腔膜、两个二阶腔膜和一个三阶腔膜；第二短路钉组和第三短路钉组分别设置于该腔体内部，使得一阶腔膜、两个二阶腔膜与三阶腔膜耦合，实现四谐振的宽带特性。

技术领域

本发明涉及无线电领域，更具体地，涉及一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线。

背景技术

基片集成波导技术广泛的运用在微波通信系统和毫米波通信系统中，这种技术具有低剖面、低成本、低损耗，易与平面电路兼容等优点。在基片集成波导上实现背腔式缝隙天线，可以使得天线的具有低剖面、易加工、平面化的优点，同时还能使得辐射方向图在工作频段内稳定，并具有良好的前后比。

然而，现有的宽带化的基于基片集成波导的背腔式缝隙天线一般很窄，仅为1.7％左右。而随着通技术的发展，通信系统对天线提出了宽带化的需求。

宽带化的基片集成波导背腔式缝隙天线一般采用额外的寄生贴片或缝隙结构，构造比较复杂，提高了天线的剖面，尺寸较增大，不利于安装。

发明内容

本发明为克服上述现有技术所述的至少一种缺陷，提供一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线，本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题。

本发明的首要目的是为了增大天线的带宽特性。

为解决上述技术问题，本发明公开了一种基于加载短路钉的基片集成波导的背腔式缝隙天线，包括具有表面和背面的电介质基片体、第一短路钉组、第二短路钉组、第三短路钉组、馈电接头和缝隙结构，其中：馈电接头，端接于电介质基片体的一侧边，且连接电介质基片体的表面和背面；及缝隙结构，开缝于电介质基片体的背面，为天线的辐射单元；及第一短路钉组、第二短路钉组和第三短路钉组纵向贯穿电介质基片体的表面和背面，第一短路钉组沿所述电介质基片体外缘围出一波导腔体，在该腔体内部形成一个一阶腔膜、两个二阶腔膜和一个三阶腔膜；第二短路钉组和第三短路钉组分别设置于该腔体内部，使得一阶腔膜、两个二阶腔膜与三阶腔膜耦合，实现四谐振的宽带特性。

优选地，所述第二短路钉组和第三短路钉组的钉的数目、钉孔径尺寸、钉与钉之间的间隔和钉所加载的位置通过和/或的调节，控制一阶腔膜和两个二阶腔膜的谐振频率右移到三阶腔膜的谐振频率附近，使得一阶腔膜、两个二阶腔膜与三阶腔膜耦合，实现四谐振的宽带特性。

优选地，所述第二短路钉组的钉数目至少为二，所述第二短路钉组的钉排成一排，横截波导腔体。

优选地，所述第三短路钉组的钉数目至少为二，所述第三短路钉组的钉排成一排，横截波导腔体。

优选地，所述电介质基片体包括电介质层、设置于电介质层表面的上金属面和设置于电介质层背面的下金属面。

优选地，所述电介质层为固体电介质或空气介质。

优选地，所述上金属面、下金属面与电介质层集成于一体。

优选地，所述上金属面和下金属面呈平面结构，但其具体形状根据天线的性能及阻抗匹配要求来确定。

优选地，所述第一短路钉组的钉的数量、钉孔径尺寸和钉与钉之间的间隔根据天线的性能及阻抗匹配要求确定。

优选地，所述缝隙结构呈矩形状。