[实用新型]介质集成波导槽耦合腔体天线

说明书

本实用新型公开了一种介质集成波导槽耦合腔体天线，其上、下介质集成波导构成了整个辐射天线。在上介质集成波导上分割有两个封闭腔体，同时在每个腔体所属的上金属层上，微波印制板沿波导宽边方向蚀刻有两个一致的矩形槽；单个腔体天线单元在上金属层上所蚀刻的两个矩形槽，沿宽度方向排列，并以长度中心线为轴镜像对称。下介质集成波导则完成对上介质集成波导上构建的双腔体天线单元的馈电；针对每个腔体天线单元，在上、下介质集成波导共用的中间金属层上，蚀刻有矩形耦合槽；在耦合槽的一侧设计有穿过下微波基板的场调谐金属化过孔Ⅱ，连接了中间金属层与接地金属层，用于扰动耦合槽上的电磁场分布。

技术领域

本实用新型涉及一种介质集成波导槽耦合腔体天线，属于天线微波技术。

背景技术

毫米波电子设备对天线的小型化、易集成有较高要求。传统上满足要求的天线单元形式包括Vivali天线、微带天线、波导天线等。Vivaldi天线可获得较大带宽，但其端射特点导致剖面较高，通常超过1/2波长；而微带天线剖面低但带宽较小；波导天线使用金属结构，损耗小效率高，但在毫米波波段存在金属结构制造成本高、且不利于阵列应用环境下的组阵集成的缺点。

近年来，为满足毫米波天线应用要求，在微波印制板或在硅片上构建介质集成波导 (SIW)来设计天线，成为兼顾性能和成本的合适方案，其一方面结构简单，同时在性能上也接近传统金属波导，这使得其在简化天线馈电结构、提高馈电效率和降低馈电结构寄生辐射方面有优势。在此基础上使用SIW馈电构建的天线单元也适合于低成本毫米波天线阵列的应用场合。将SIW开槽并将能量耦合至基于多层介质开孔构造的类开口波导结构，可设计实现宽带腔体天线，这类天线具有剖面相对较低、带宽大的特点，但通过多层介质开孔来构造开口波导结构，其制造仍相对复杂(如Y.Cai，et al.″A 16-element corporate-feedmultilayer SIW cavity-backed slot antenna array.″IET Microwaves，Antennas&Propagation，vol.11(12)， 2017：1796-1802.共采用了6层微波印制板构造开口波导天线)。如能进一步优化腔体结构，将简单的SIW耦合馈电与改进后的单层辐射腔相结合，则可为高频段如毫米波波段所需要的宽带单元设计提供一种新的解决方案。

实用新型内容

针对以上问题，本实用新型提供了一种介质集成波导槽耦合腔体天线，本实用新型提出一种基于介质集成波导槽耦合馈电的单层腔式辐射天线设计方案，在保证天线单元满足宽带、高增益使用要求前提下，进一步降低毫米波阵列天线加工难度，并使之易于与有源部件集成连接。

为了解决以上问题，本实用新型采用了如下技术方案：一种介质集成波导槽耦合腔体天线，其特征在于，包括上金属层、上微波介质板、中间金属层、下微波介质基板、接地金属层、金属化过孔I和同轴端口。金属化过孔I设置在上微波介质板和下微波介质基板的周边和沿宽度方向中间一排，即为三列两行。