[实用新型]一种脊波导缝隙阵列天线

说明书

本实用新型提供一种脊波导缝隙阵列天线，该脊波导缝隙阵列天线由从上至下的辐射层、耦合层及馈电层组成，其中，馈电层对接收的电磁波信号进行分配并传递到耦合层，耦合层对电磁波信号进行耦合处理后传输至辐射层进行辐射，在辐射层设置交叉十字形的高阻抗表面，从而形成电磁波的抑制结构，减少电磁波的损耗，馈电层采用脊隙与波导腔体分层加工的方式，加工难度小，并通过WR‑12标准矩形波导接口进行垂直馈电，提高天线的增益和效率。

技术领域

本发明属于天线领域，特别是涉及一种缝隙阵列天线。

背景技术

目前的微波波段中，尤其是6GHz以下的频段应用已经趋向饱和，但是，面向未来的无线与移动通信系统对于通信速率有着更高的要求，例如要求下载速度达到1Gbps，因此能够提供更高带宽的毫米波波段就成了新的利用目标，其频率范围介于30GHz-300GHz。然而，到目前为止毫米波技术中所遇到的核心障碍便是其氧气衰减或水衰减比较严重，相应地毫米波通信的距离会受到限制，因此开发高增益的天线便成了毫米波通信系统中的技术难点。

传统的高增益天线包括反射面和阵列天线，考虑到未来无线与移动通信系统中基站体积小巧，因此，厚重的反射面天线显然不适合再作为毫米波通信系统的终端。相反地，高辐射效率的缝隙阵列天线就成为未来无线通信系统中前传通信和回传通信的唯一选择。

在传统的卫星通信应用的机载通信与微波探测系统中，缝隙阵列天线的劣势十分明显，例如：矩形波导虽然具有低损耗的特点，但是其在毫米波的应用中对于多层金属结合的紧密性、加工误差度等要求过高，且组装时存在金属贴面间的电磁波泄露。市场上已有的多层金属片层压技术在很大程度上解决了矩形波导稳定性差的问题，但是该多层金属片层压技术的加工成本异常高昂，并不适合大量工业化生产。

因此，有必要开发一种设计复杂度小，辐射效果良好，加工成本低的缝隙阵列天线。

发明内容

为了解决以上现有技术的不足，本发明提出一种基于高阻抗表面的脊波导缝隙阵列天线，本发明的技术方案如下：

一种脊波导缝隙阵列天线，该脊波导缝隙阵列天线由从上至下的辐射层、耦合层及馈电层组成，其中，馈电层对接收的电磁波信号进行分配并传递到耦合层，耦合层对电磁波信号进行耦合处理后传输至辐射层进行辐射。

进一步的，所述的辐射层进一步包括从上至下依次设置的辐射口、辐射腔体、耦合层腔体及辐射单元。

进一步的，所述的辐射层的相邻两个辐射单元之间的间距为0.84倍的电磁波波长。

进一步的，所述的辐射层的辐射单元正下方还设置长方体的金属块用于提高带宽。

进一步的，所述的耦合层进一步包括复数个耦合口。

进一步的，所述的脊波导缝隙阵列天线的工作频率为30GHz至220GHz。

进一步的，所述的馈电层进一步包括从上至下依次设置的基于高阻抗表面的脊传输线，WR-12标准波导口及底板。

进一步的，所述的馈电层采用全并联方式馈电。

进一步的，所述的馈电层设置有T形的功率分配器，该功率分配器将电磁波信号由T型功率分配器传递到耦合层。

进一步的，所述的馈电层在末端采用磁场激励耦合层。

进一步的，所述的馈电层上表面和下表面均设置交叉十字形的高阻抗表面。

采用本发明的基于高阻抗表面的脊波导缝隙阵列天线，在30GHz至220GHz的毫米波频段内，利用高阻抗表面传输线的脊波导缝隙阵列天线采取分层加工的方式进行组装，天线辐射效果好，加工成本低，市场上竞争力较强。

附图说明

图1：本发明脊波导缝隙阵列天线的整体结构图。