[发明专利]一种基于SIW馈电的宽频带毫米波磁电偶极子天线

说明书

本发明公开了一种基于SIW馈电的宽频带毫米波磁电偶极子天线，包括基片集成波导SIW，基片集成波导SIW上方依次设置PP板、上介质基板，上介质基板的上表面设置有两处开口谐振环和加载开口谐振环的H形金属贴片；基片集成波导SIW包括有从上到下依次设有的上层金属板、下介质基板、接地板，上层金属板上设置有沙漏形缝隙；上层金属板上设置有两处金属盲孔，两处金属盲孔分别连接H形金属贴片和上层金属板结构。本发明在－10dB的阻抗带宽为38.5％，高于同类型天线的带宽。本发明在频带范围内增益大于5.5dBi，最大增益约为7.5dBi，而且增益稳定。本发明仅用一层SIW结构和H形金属贴片便可以实现宽频带毫米波，对5G移动通信有着十分重要的意义。

技术领域

本发明涉及天线领域，尤其涉及一种基于SIW馈电的宽频带毫米波磁电偶极子天线。

背景技术

5G移动通信具有Sub-6GHz和毫米波两个频段，但随着终端用户的增加，Sub-6GHz频谱带宽变得十分拥挤，频谱资源严重匮乏，而毫米波频段频谱资源丰富，可以有效解决上述问题，宽频带技术对于充分发挥毫米波丰富频谱资源具有重要意义。

磁电偶极子天线带宽、交叉极化低、后向辐射小，是实现宽频带毫米波天线的良好选择，“一种基片集成波导馈电的毫米波磁电偶极子天线设计”一文中采用SIW矩形缝隙耦合馈电磁电偶极子在毫米波实现宽频带特性，天线整体尺寸较小，“SIW缝隙耦合馈电的宽带毫米波天线的研究与应用”一文中提出了一种SIW蝶形缝隙耦合馈电拱形磁电偶极子天线，上述二者在毫米波频段损耗低，易集成，但带宽均为30％左右。综上所述，现有SIW馈电的磁电偶极子天线带宽仍有进一步拓宽的可能性。

发明内容

针对现有技术的上述不足，本发明提供了一种天线带宽更宽的基于SIW馈电的宽频带毫米波磁电偶极子天线。

为达到上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：包括基片集成波导SIW，所述基片集成波导SIW上方依次设置PP板、上介质基板，所述上介质基板的上表面设置有两处开口谐振环和加载开口谐振环的H形金属贴片，两处开口谐振环设置在H形金属贴片外部的上下凹槽内；基片集成波导SIW包括有从上到下依次设有的上层金属板、下介质基板、接地板，上层金属板上设置有沙漏形缝隙，上介质基板上设置有两处金属盲孔，两处金属盲孔分别与H形金属贴片、上层金属贴片相连，两处金属盲孔分别连接在沙漏形缝隙的两侧腰间。

进一步地，基片集成波导SIW的下介质基板设置有若干金属孔形成的金属通孔，若干金属通孔与上层金属板、接地板构成SIW结构。

进一步地，H形金属贴片设置有H形镂空部，H形镂空部在靠近竖向对称轴的一侧设置有四处阶梯部。

进一步地，开口谐振环为双开口谐振环，每处开口谐振环包括有与H形金属贴片连接的外开口谐振环，以及与外开口谐振环相对设置的内开口谐振环。

进一步地，H形金属贴片的外部四角处均设置有倒角，倒角的长度为0.8mm，宽度为0.35mm。

进一步地，H形镂空部在靠近竖向对称轴的一侧设置有阶梯部，阶梯部包括有依次连接的三个阶梯，每个阶梯的竖向高度差分别为0.2mm、0.45mm、0.4mm，每个阶梯的横向宽度差分别为0.5mm、0.3mm、0.2mm。

进一步地，外开口谐振环包括有与H形金属贴片连接的第一横向段，第一横向段的两端分别设有依次相连且向内弯折的第一折弯部、第二折弯部和第三折弯部，每处折弯部的折弯角度为90°，第三折弯部的末端朝向内开口谐振环，外开口谐振环呈凹字形。第一横向段、第一折弯部、第二折弯部和第三折弯部的长度分别为1.0mm、0.7mm、0.45mm、0.4mm，外开口谐振环的宽度为0.08mm。H形金属贴片与第一横向段的中部连接。