[发明专利]一种基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线

说明书

本发明揭示了一种基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线，该双频SIW缝隙天线包括天线介质基板以及分别设置在天线介质基板上表面的顶层金属层和下表面的底层金属层，在天线介质基板的下面还设置有周期性的人工磁导体结构，人工磁导体结构由上至下依次为上表面、介质层和下表面，所述上表面为具有圆环和十字交叉缝隙的第一顶层金属层，下表面为第一底层金属层。本发明首先引入人工磁导体结构，目的是为了让缝隙天线下半部分的场反射到上半部分，利用人工磁导体结构同相反射特性的周期性，实现对双频SIW缝隙天线的双频谐振点性能的改善，减小副瓣带来的损耗，提高天线的方向性和增益，改善了天线的回波损耗。

技术领域

本发明涉及一种基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线，可用于毫米波技术领域。

背景技术

近年来，超材料已经成为微波领域的一个研究热点，受到广泛的关注，其中人工磁导体是一种周期结构构成的具有近似磁导体特性的人工电磁材料，具有同相位反射特性，在合适的频段会具有磁导体特性，同时可能具有电磁间隙现象。可以明显提高微波集成电路，微波印刷天线，微波高能加速器，激光腔等的性能。研究电磁波在人工磁导体材料中的传播特性，可发掘其潜在的应用价值，并对完善电磁波理论体系具有深刻的学术意义。

然而基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线的引入，减小了天线的尺寸，提高了天线的增益和改善了天线的回波损耗，为基于SIW天线性能的提高提供了一条可行的思路。

近年来，出现了许多基于人工磁导体的增益增强型微带天线的研究，但是对于双频SIW的缝隙天线的研究还没有涉猎。与它们相比，双频SIW缝隙天线性能的改善更具有易于布局的特点，亟待开发。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提出一种基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线。

本发明的目的将通过以下技术方案得以实现：一种基于人工磁导体的双频SIW缝隙天线，

包括天线介质基板以及分别设置在天线介质基板上表面的顶层金属层和下表面的底层金属层，

在天线介质基板的下面还设置有周期性的人工磁导体结构，所述人工磁导体结构由上至下依次为上表面、介质层和下表面，

所述上表面为具有圆环和十字交叉缝隙的第一顶层金属层，所述下表面为第一一底层金属层。

优选地，所述人工磁导体结构设置于距双频SIW缝隙天线的下方，人工磁导体结构与双频SIW缝隙天线的间距为4.8mm。

优选地，所述天线介质基板的四周均布设有金属通孔，所述金属通孔与天线介质基片、顶层金属层、底层金属层构成一个SIW腔体结构，所述SIW腔体结构的中间设有一馈线，所述馈线的阻抗为50欧姆。

优选地，所述天线介质基板的下表面平行间隙设置有两条长短不一的缝隙，长条缝隙设置于下表面底层金属层的中央，短条缝隙在长条缝隙与金属通孔距离的1/2长度处，一条微带线分别通过一个共面波导结构接入双频SIW缝隙天线的上表面，所述微带线从双频SIW缝隙天线的上表面接入。

优选地，所述金属通孔设置在双频SIW缝隙天线上表面金属的四条边及上表面微带线的两侧。

优选地，所述双频SIW缝隙天线的形状为矩形。

优选地，所述人工磁导体结构由4×6的九宫格单元构成，人工磁导体结构的边长为一正方形结构。

优选地，所述人工磁导体结构采用Rogers 5880的介质板，其介电常数为2.2、厚度为1.0毫米；或人工磁导体结构采用Rogers 5880的介质板，其介电常数为2.2，厚度为0.787毫米。