[发明专利]一种基片集成波导圆极化天线、阵列天线及天线系统

说明书

本发明提供一种基片集成波导圆极化天线、阵列天线及天线系统，包括依次设置的第一金属层、介质层以及第二金属层。其中，第一金属层具有第一通孔阵列和三个刻蚀出的矩形缝隙；矩形缝隙用于调整圆极化辐射参数；介质层由电介质材料制成，并具有与第一通孔阵列相匹配的第二通孔阵列和第一馈电通孔；第二金属层与接地端相连，具有与第一通孔阵列相同的第三通孔阵列和与第一馈电通孔相匹配的第二馈电通孔；第一通孔阵列、第二通孔阵列以及第三通孔阵列用于与第一金属层和第二金属层共同形成用于限制电磁波的限制腔。可见，使用本发明所描述的基片集成波导圆极化天线、阵列天线及天线系统，能够形成较宽的轴比带宽，并且实现低剖面。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体而言，涉及一种基片集成波导圆极化天线、阵列天线及天线系统。

背景技术

在射频系统中，圆极化天线因为能够解决无线信道中的法拉第旋转效应，接收任意极化的来波，并能抑制雨雾反射杂波干扰，而使得其应用变得越来越广泛。其中，微带圆极化天线通常具有两种实现方式：

其一，是在天线的特定位置对天线的场分布进行微扰，以实现激励两个幅度相等、具有90°相位差的正交模式；

其二，通过微带天线贴片上的十字缝隙，实现天线的圆极化。

然而，在实现中发现，上述的这两种天线皆具有加工简单的优势，但是，两者的工作带宽都很窄。虽然基片集成波导(Substrate Integrated Waveguide，SIW)兼有微带和传统金属波导结构的优点，但是目前SIW圆极化天线的带宽仍然有限，特别是轴比带宽还比较窄，并且难以实现低剖面。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供了一种基片集成波导圆极化天线、阵列天线及天线系统，能够形成较宽的轴比带宽，并且实现低剖面。

为了实现上述目的，本发明采用如下的技术方案：

第一方面，本发明提供了一种基片集成波导圆极化天线，包括依次设置的第一金属层、介质层以及第二金属层，其中，

所述第一金属层具有第一通孔阵列和三个刻蚀出的矩形缝隙；所述矩形缝隙用于调整圆极化辐射参数；

所述介质层由电介质材料制成，并具有与所述第一通孔阵列相匹配的第二通孔阵列和第一馈电通孔；

所述第二金属层与接地端相连，具有与所述第一通孔阵列相同的第三通孔阵列和与所述第一馈电通孔相匹配的第二馈电通孔；

所述第一通孔阵列、所述第二通孔阵列以及所述第三通孔阵列用于与所述第一金属层和所述第二金属层共同形成用于限制电磁波的限制腔。

作为一种可选的实施方式，所述三个刻蚀出的矩形缝隙分别为第一矩形缝隙、第二矩形缝隙以及第三矩形缝隙，其中，

所述第一矩形缝隙位于所述第一金属层的第一侧部；

所述第二矩形缝隙位于所述第一金属层的与所述第一侧部相连接的第二侧部；

所述第三矩形缝隙位于所述第一侧部和所述第二侧部的接合处。

作为一种可选的实施方式，所述第一金属层、所述介质层以及所述第二金属层依次匹配设置，并且所述第一金属层和所述介质层以及所述第二金属层的形状都呈直角三角形；其中，所述第一金属层的两条直角边分别为所述第一侧部和所述第二侧部。

作为一种可选的实施方式，所述第一金属层、所述介质层以及所述第二金属层三者的侧边的长度范围均为20～30mm；

所述介质层的厚度范围为1.4～1.7mm，并且所述介质层的介电常数的范围为3.5～4.5，介质损耗角的范围为0.002～0.02。

作为一种可选的实施方式，所述第一馈电通孔和所述第二馈电通孔的内壁皆镀有金属材料。