[发明专利]一种高增益双极化SIW-CTS天线阵

说明书

本发明公开了一种高增益双极化SIW‑CTS天线阵，包括：双极化LSG、与双极化LSG贴附的平行板及与所述平行板贴附的双极化CTS阵列；所述双极化LSG包括第一介质板及与所述第一介质板相贴附的第二介质板，所述第二介质板上设有SIL，所述第一介质板上设有第一SIW喇叭、与所述第一SIW喇叭相互垂直设置的第二SIW喇叭，且所述第一介质板上设置有金属匹配结构。根据本发明，相比使用其他双极化LSG(波导功分、抛物面)进行馈电的双极化CTS天线，此发明结构紧凑、尺寸小、低剖面、低造价，具有很大的工程应用前景。

技术领域

本发明涉及SIW-CTS天线的技术领域，特别涉及一种高增益双极化SIW-CTS天线阵。

背景技术

随着无线通信系统的发展，用户数量大量增长，导致频谱资源愈发紧张。为了提高频谱利用率，通信系统中的天线部分迫切需要实现双极化功能。双极化天线可以同时形成一对极化方式正交、且工作频率相同的电磁波。这使其有利于频率复用，能够实现收发同工、极化分集以及极化捷变，同时也能提高通信系统的灵敏度且能抵抗多径衰落。在合成孔径雷达体系中，双极化天线可以辅助获得目标和环境的全极化信息；在移动通信系统中，双极化天线的基站极化分离系统可以有效地消除信号的多径衰落现象；在卫星通信中，天线的双极化特性可以提高频谱利用率，从而节约了频谱资源。

上个世纪90年代，美国休斯航空公司提出连续横向枝节(Continuous TransverseStub，CTS)天线阵，在平行板波导上表面设计连续横向开路枝节，平行板波导中的电磁波从横向枝节辐射到自由空间。CTS天线相对于抛物天线以及其他阵列天线具有如下优势：(1)天线具有60％以上的效率，与抛物面天线相近，远远超过平面阵列天线的效率；(2)天线工作于TEM模，工作频带宽；(3)易于设计双/圆极化工作和波束扫描功能；(4)CTS天线阵剖面低、易于共形，结构简单，可采用压塑和电镀技术实现，成本低廉。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种高增益双极化SIW-CTS天线阵，结构紧凑、低剖面、便于加工的双极化LSG。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种高增益双极化SIW-CTS天线阵，包括：

双极化LSG、与双极化LSG贴附的平行板及与所述平行板贴附的双极化CTS阵列；

所述双极化LSG包括第一介质板及与所述第一介质板相贴附的第二介质板，所述第二介质板上设有SIL，所述第一介质板上设有第一SIW喇叭、与所述第一SIW喇叭相互垂直设置的第二SIW喇叭，且所述第一介质板上设置有金属匹配结构。

优选的，所述金属匹配结构包括设置于第一SIW喇叭与第二SIW喇叭之间的第一金属匹配件、设置于分别设置于第一SIW喇叭与第二SIW相对的两端的第二金属匹配件、设置于第一介质板上的第三金属匹配件及设置于第一介质板边界的第四金属匹配件，第一SIW喇叭与第二SIW喇叭中均设置有探针。

优选的，所述SIL包括多个圆形形超材料单元且呈圆形状，所述SIL从中心到边缘的多个同心圆环中圆形超材料单元半径梯度减小。

优选的，所述平行板与第一介质板相邻的两条边上均固接有终端反射壁，平行板上的终端反射壁与第一介质板上的终端反射壁位置相对应。

优选的，第一介质板上位于终端反射壁处均开设有耦合缝隙，且所述耦合缝隙的两端处均固定有第四金属匹配件，平行板与第一介质板上的第四金属匹配件相对应设置有第五金属匹配件。

优选的，所述双极化CTS阵列包括第三介质板及嵌合于所述第三介质板中的辐射枝节，所述第三介质板上铺满有阵列的正交辐射枝节，所述平行板上开设有与辐射枝节相对应的辐射枝节缝隙。