[发明专利]一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线及其辐射方法

权利要求书

1.一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线，其特征在于，由上至下依次包括：辐射层、水平极化比较器和垂直极化比较器，辐射层包括第一介质基板及设置在第一介质基板上表面的辐射贴片阵列，水平极化比较器由上至下依次包括第一金属层、第二介质基板和第二金属层，垂直极化比较器由上至下依次包括第三金属层、第三介质基板和第四金属层；第一金属层中心设有第一耦合缝隙，左侧设置有成90度角分布的第一和端口和第一差端口，右侧设置有成90度角分布的第二差端口和第三差端口，第二介质基板上设有第一基片集成波导腔，第一基片集成波导腔包括第一至第四双模比较器，第二金属层中心设有第二耦合缝隙，第一和端口和第一差端口与第一双模比较器在空间上相对应，第二差端口和第三差端口与第二双模比较器在空间上相对应，第一金属层和第二金属层上均设有与第一基片集成波导腔对应的金属过孔；第三金属层中心设有第三耦合缝隙，下侧设置有成90度角分布的第二和端口和第四差端口，上侧设置有成90度角分布的第五差端口和第六差端口，第三介质基板上设有第二基片集成波导腔，第二基片集成波导腔包括第五至第八双模比较器，第二和端口和第四差端口与第五双模比较器在空间上相对应，第五差端口和第六差端口与第六双模比较器在空间上相对应，第三金属层和第四金属层上均设有与第二基片集成波导腔对应的金属过孔；第三耦合缝隙、第二耦合缝隙、第一耦合缝隙与辐射贴片阵列对应匹配；水平极化比较器分别形成水平极化的和波束、yoz面的水平极化差波束、xoz面的水平极化差波束和水平极化的双差波束；垂直极化比较器分别形成垂直极化的和波束，xoz面的垂直极化差波束，yoz面的垂直极化差波束和垂直极化的双差波束。

2.根据权利要求1所述的一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线，其特征在于，激励第一和端口，第一双模比较器生成TE12模，第三、第四双模比较器生成TE12模，使得第一耦合缝隙中四个缝隙单元相位相同，形成水平极化和波束；激励第一差端口，第一双模比较器生成TE21模，第三、第四双模比较器生成TE12模，第一耦合缝隙中上两个缝隙与下两个缝隙单元相位相反，形成yoz面上的水平极化差波束；激励第二差端口，第二双模比较器生成TE12模，第三、第四双模比较器生成TE21模，第一耦合缝隙中左侧两个缝隙与右侧两个缝隙相位相反，形成xoz面上的水平极化差波束；激励第三差端口，第二双模比较器生成TE21模，第三、第四双模比较器生成TE21模，第一耦合缝隙中对角线两对缝隙相位相反，形成水平极化的双差波束；激励第二和端口，第五双模比较器生成TE12模，第七、第八双模比较器生成TE12模，第三耦合缝隙中四个缝隙单元相位相同，形成垂直极化和波束；激励第四差端口，第五双模比较器生成TE21模，第七、第八双模比较器生成TE12模，第三耦合缝隙中左侧两个缝隙单元与右侧两个两个缝隙相位相反，形成xoz面上的垂直极化差波束；激励第五差端口，第六双模比较器生成TE12模，第七、第八双模比较器生成TE21模，第三耦合缝隙中上两个缝隙单元与下两个缝隙单元相位相反，形成yoz面上的垂直极化差波束；激励第六差端口，第六双模比较器生成TE21模，第七、第八双模比较器生成TE21模，第三耦合缝隙中对角线两对缝隙相位相反，形成垂直极化的双差波束。

3.根据权利要求1所述的一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线，其特征在于，第一耦合缝隙、第二耦合缝隙和第三耦合缝隙均包括四个缝隙单元，辐射贴片阵列包括四个辐射贴片，且各缝隙单元与各辐射贴片在空间上对应匹配。

4.根据权利要求1所述的一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线，其特征在于，第一至第四双模比较器通过第一耦合缝隙将电磁波耦合至辐射贴片，第五至第八双模比较器分别通过第三耦合缝隙、第二耦合缝隙和第一耦合缝隙将电磁波耦合至辐射贴片。

5.根据权利要求1所述的一种基于基片集成波导的双轴双极化单脉冲天线，其特征在于，第一基片集成波导腔和第二基片集成波导腔均由第一金属过孔和第二金属过孔组成，第一金属过孔用于形成第一和第二基片集成波导腔的金属壁，第二金属过孔用于对双模比较器进行阻抗匹配。