[发明专利]基于基片集成波导的缝隙阵列天线及其功分网络

说明书

本申请公开一种基于基片集成波导的缝隙阵列天线及其功分网络，该缝隙阵列天线包括：基片集成波导阵面，包括依序布设的多个基片集成波导和布设于基片集成波导上的缝隙阵列；功分网络单元，位于基片集成波导阵面后方；功分网络单元中功分网络的输出端与各个基片集成波导相接实现对基片集成波导的馈电；和差网络单元，位于功分网络单元后方；和差网络单元包括工作于W波段的和差网络，和差网络与功分网络相接。本申请缝隙阵列天线中的基片集成波导阵面、功分网络单元、和差网络单元为分层立体结构，实现结构紧凑及天线的小型化和低剖面要求，且，本申请缝隙阵列天线工作于W波段，频率高，可实现窄波束和低副瓣，能提供极高的精度和良好的分辨力。

技术领域

本申请属于天线技术领域，具体涉及一种基于基片集成波导的缝隙阵列天线和应用于所述缝隙阵列天线的功分网络。

背景技术

天线是无线通信系统的重要组成部分，随着社会的进步和技术的发展，对于实现电子系统高性能、小型化的需求日益迫切。阵列天线在通信、导航、雷达、探测等诸多领域的电子系统里面有着广泛的应用，能够实现高性能，小型化的阵列天线结构必然能带来良好的经济效益和社会效益。

基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)是一种可以集成于介质基片中的新型导波结构，这种结构在介质基片中按一定间隔排列多个金属化通孔成为波导光滑侧壁的替代结构，从而与上下表面金属围成一个准封闭的导波结构，保持了金属波导的低插入损耗、低辐射、高功率容量等特点。基片集成波导已经被成功地用于设计多种微波结构，如基片集成波导天线、滤波器、双工器、功分器等。

之前已有相关技术公开了利用基片集成波导技术设计毫米波阵列的方案，然而，目前基于基片集成波导且能够支持W波段(75GHz至110GHz)的圆口径阵列天线的应用却很难实现。

发明内容

鉴于以上相关技术的缺失，本申请的目的在于公开一种基于基片集成波导的缝隙阵列天线及其功分网络，用于解决相关技术难实现支持W波段的圆口径阵列天线的问题。

为实现上述目的及其他目的，本申请一方面公开一种基于基片集成波导的缝隙阵列天线，包括：基片集成波导阵面，包括依序布设的多个基片集成波导和布设于所述基片集成波导上的缝隙阵列；功分网络单元，位于所述基片集成波导阵面后方；所述功分网络单元中功分网络的输出端与各个所述基片集成波导相接实现对所述基片集成波导的馈电；和差网络单元，位于所述功分网络单元后方；所述和差网络单元包括工作于W波段的和差网络，所述和差网络与功分网络相接。

在本申请的某些实施方式中，所述基片集成波导阵面为圆形阵面；在所述基片集成波导阵面中，在第一方向上，所述多个基片集成波导等间距布设，在第二方向上，所述多个基片集成波导的两端朝向中心轴逐渐变长，且所述多个基片集成波导相对于中心轴呈对称设置；在每一个基片集成波导上，等间距布设有多个缝隙以形成一排缝隙阵列；每一个基片集成波导上的多个缝隙相对于中心轴的垂轴呈对称设置。

在本申请的某些实施方式中，所述基片集成波导阵面的直径为100毫米，在所述基片集成波导阵面中，俯仰向等间距地放置32个基片集成波导，邻近中心轴的基片集成波导布设有36个缝隙。

在本申请的某些实施方式中，所述基片集成波导的宽度为2毫米，厚度为0.508毫米，相邻两个基片集成波导的中心间距为3毫米，其中，相邻两个基片集成波导之间通过1毫米宽的金属条隔开。

在本申请的某些实施方式中，所述缝隙为矩形缝隙，同一个基片集成波导中相邻两个缝隙的间距为λ_g毫米，λ_g为基片集成波导的波导波长。

在本申请的某些实施方式中，同一个基片集成波导中与所述功分网络单元中功分网络相连的馈电端口的同一侧的各个缝隙的偏置方向相同，同一个基片集成波导中与所述功分网络单元中功分网络相连的馈电端口的相对两侧的缝隙的偏置方向相反。