[发明专利]加载EBG表面的毫米波SIW喇叭天线

说明书

本发明公开了一种加载EBG表面的毫米波SIW喇叭天线，属于天线微波技术领域。本发明包括依次压合在一起的上EBG层金属板(4)、上EBG层介质基板(1)、上辐射层金属板(5)、辐射层介质基板(2)、下辐射层金属板(6)、下EBG层介质基板(3)和下EBG层金属板(7)，以及与上辐射层金属板(5)共面互连的馈电层金属板(8)，与下辐射层金属板(6)共面互连的馈电层金属地(9)；上EBG层金属板(4)上分布有金属贴片阵和金属化过孔(10)；上、下EBG层金属板结构一致，上下EBG层介质基板结构一致；若干SIW喇叭腔体金属化过孔(11)等效为矩形金属波导。本发明提供一种高前后比、高增益的小口径的加载EBG表面的毫米波SIW喇叭天线。

技术领域

本发明属于天线微波技术领域，具体涉及一种加载EBG(Electromagnetic BandGap，电磁带隙)结构的毫米波SIW(Substrate integrated waveguide，介质集成波导)喇叭天线。

背景技术

随着传统微波波段电磁频谱的日益紧张，毫米波波段无线应用日趋广泛。在毫米波波段的无线应用中，如点对点高速率通信、高分辨率雷达等，对天线小型化、高集成和低成本的需求越来越高。

传统的喇叭天线具有高前后比(前后比＝前向能量/后向能量)、高增益等优点，但其剖面高、体积大等缺点限制了其在毫米波的应用，特别是在毫米波扫描阵列当中的应用。SIW (Substrate integrated waveguide，介质集成波导)技术通过介质基板上的两排金属化过孔结构等效矩形金属波导，逐渐张开的金属过孔结构可以等效成H面喇叭壁，H面是指包含磁场矢量和最大辐射方向的平面。采用SIW技术的H面SIW喇叭天线剖面小、结构简单、易于与有源电路集成，因此在毫米波波段有很好的发展前景。但毫米波H面SIW喇叭天线由于介质片厚度薄、介电常数高等因素，也存在匹配困难、后瓣电平高，增益低等缺点，并且由于高介电常数的介质基板匹配性能差，毫米波H面SIW喇叭天线口径长度很难缩小到中心工作频率的1个波长以内，毫米波H面SIW喇叭天线在有源阵列方面的应用大大受限。因此，通过对传统毫米波H面SIW喇叭天线结构的改进，设计小口径、低后瓣(即高前后比)、高增益的毫米波H面SIW喇叭天线具有很高的价值。

发明内容

本发明目的是提供一种高前后比、高增益的小口径的加载EBG表面的毫米波SIW喇叭天线。

具体地说，本发明提供了一种加载EBG表面的毫米波SIW喇叭天线，包括依次压合在一起的上EBG层金属板4、上EBG层介质基板1、上辐射层金属板5、辐射层介质基板2、下辐射层金属板6、下EBG层介质基板3和下EBG层金属板7，以及与上辐射层金属板5共面互连的馈电层金属板8，与下辐射层金属板6共面互连的馈电层金属地9；

上EBG层金属板4上分布有金属贴片阵；金属化过孔10穿透上EBG层金属板4和上EBG层介质基板1，形成过孔阵列，金属化过孔10的中心与对应的金属贴片的中心一致；

下EBG层金属板7与上EBG层金属板4结构一致，下EBG层介质基板3与上EBG层介质基板1结构一致；

若干SIW喇叭腔体金属化过孔11穿透上辐射层金属板5、下辐射层金属板6和辐射层介质基板2，由上辐射层金属板5的与馈电层金属板8互连的一侧开始，往上辐射层金属板5 的另一侧逐渐向两外侧对称地张开分布，等效为矩形金属波导。

进一步地，所述上EBG层介质基板1、辐射层介质基板2、下EBG层介质基板3均选用LTCC(Low Temperature Co-fired Ceramic，低温共烧陶瓷)板材或PTEE(聚四氟乙烯)微波板。

进一步地，所述金属贴片阵由矩形金属贴片组成。

进一步地，所述矩形金属贴片边长相等。