[发明专利]基于基片集成镜像介质波导的水平极化漏波天线

说明书

本发明提供一种基于基片集成镜像介质波导的水平极化漏波天线，包括馈线结构、辐射结构、及馈电结构，天线的馈线结构从下往上依次为馈线下层金属地、馈线介质层，辐射结构包含多个辐射单元，辐射单元为紧贴在中心传输带部分上表面的金属长条形贴片，馈电结构从下往上依次包含馈电结构下层金属地、馈电结构介质层、上层金属，本发明采用SIIG馈线结合相应辐射单元可以在保证漏波天线高效率的前提下实现小型化；本发明用SIIG馈线结合辐射单元应用于阵列赋形中，可以在保证赋形效果的同时实现天线的高效率以及小型化。

技术领域

本发明属于漏波天线技术领域，涉及SIIG技术、天线小型化技术，具体为一种基于基片集成镜像介质波导的水平极化漏波天线。

背景技术

漏波天线是一种通过在导波结构的纵向方向上产生能量泄露从而向空间辐射的天线，在形式上可以分为连续漏波天线和周期性漏波天线两类。周期性漏波天线由具有周期性加载的均匀导波结构构成，通过表面加载向外辐射能量。这种天线具有低剖面，可与金属平面共性以及通过改变频率实现波束扫描等特点。与均匀漏波天线相比，周期性漏波天线的通常有更好的定向性，更大的扫描范围以及更灵活的设计方案，更加适合应用于波束赋形中。对于周期性漏波天线来说，其单元间距由其波束指向以及馈线的波导波长决定。对于漏波天线来说，在波束指向确定的条件下，单元间距与工作波长成正比。目前常见的馈线包括微带线、共面波导以及基片集成波导(The substrate integrated waveguide,SIW)等多种形式，然而由于它们普遍存在波导波长较大、单元辐射能力不高的问题，导致漏波天线单元间距较大，并且需要足够的单元数量以保证天线的辐射效率，这就使得这种天线难以实现小型化。同时，在对阵列进行赋形设计时，也需要足够多的单元以达到较好的赋形效果，这又进一步增大了对具有波束赋形能力的漏波天线小型化设计的难度。例如，文献“Y.Geng,J.Wang,Y.Li,Zheng Li,M. Chen and Z.Zhang,《High-efficiency leaky-waveantenna array with sidelobe suppression and multibeam generation》,IEEEAntennas Wireless Propag.Lett.,vol 16,pp.2787-2790,2017”中，采用SIW作为馈线，在其顶端开横槽作为辐射单元，通过改变改变槽长度调节其单元辐射能力，实现波束赋形。其副瓣电平为-20.8dB，效率为85.9％的条件下，其电长度为8.5个自由空间波长，难以满足小型化要求。

为了解决这一问题，本发明提出采用基片集成镜像介质波导(The substrateintegrated image guide,SIIG)作为馈线，加载水平极化金属贴片单元的漏波天线。由于SIIG通常采用高介电常数基片加工，其波导波长较小，因此单元间距小；同时，所采用的辐射单元辐射能力较强，并且可以通过相位补偿进一步将单元间距减小为原来的一半。