[发明专利]一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线

说明书

本发明公开了一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，包括第一金属层、第一金属贴片和第二金属贴片，其中设有空白介质区域、接地共面波导和过渡结构，还包括慢波平行板波导、微带功分器和耦合缝隙。在微波频段，慢波平行板波导可以引导准TEM波的传播，在慢波平行板波导内传播的微波信号会经由第一金属贴片和第二金属贴片辐射。在毫米波频段，慢波平行板波导会呈现出电磁带隙特性。本发明在微波频段和毫米波频段均具有良好的增益和散射性能，且微波与毫米波通道间之间具有良好的隔离度；本发明具有简单的结构，可以通过PCB印刷等成熟工艺制作，结构紧凑，制作成本低，有利于5G和更先进通信技术的应用。本发明广泛应用于天线技术领域。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，尤其是一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线。

背景技术

随着无线通信技术的快速发展，用户对移动通信速率和质量的要求越来越高，传统Sub-6G频段已无法满足这些需求。5G系统和未来更先进的通信系统都引入了毫米波频段，利用毫米波频段丰富的可用频谱资源，可以与Sub-6G频段一起协同实现高速高质量的无线通信。同时，这一趋势也意味着Sub-6G和毫米波系统需要在通信设备中共存，这其中也包含了Sub-6G天线和毫米波天线的共存。为了实现这一目的，近年来研究人员通过设计共口径天线，使微波/毫米波单元实现了融合，显著提高了设备集成度。然而，现有的微波/毫米波双波段共口径天线主要是通过将毫米波单元内嵌到微波单元中实现的。这样的结构往往存在一下问题：(1)双频段单元在物理结构上交叠在一起，导致其在进行阵列布局时容易受到限制；(2)双频段单元集成在一起容易造成微波和毫米波信道间的相互干扰，而现有的设计难以在宽频带内实现干扰抑制。

发明内容

针对目前的天线技术中，微波/毫米波双波段共口径天线的物理结构交叠、存在信道间干扰等技术问题，本发明的目的在于提供一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线。

本发明实施例中的基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板的下表面与第二介质基板的上表面相对；

所述第一介质基板的上表面设有第一金属层、第一金属贴片和第二金属贴片，所述第一金属层沿着所述第一介质基板的长度方向延伸，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片将所述第一金属层分隔为若干部分，所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片分别设有若干个空白介质区域，各所述空白介质区域沿着所述第一金属层的延伸方向排列，所述第一金属层的一端设有第一接地共面波导，所述第一金属层的另一端设有第二接地共面波导；所述第一金属层中，在所述第一接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第一过渡结构，在所述第二接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第二过渡结构；

所述第一介质基板的下表面设有第一微带线、第二微带线以及结构阵列；所述结构阵列与所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的一部分形成慢波平行板波导；所述第一微带线与所述结构阵列的一侧连接，所述第二微带线与所述结构阵列的另一侧连接，所述第一微带线通过通孔与所述第一接地共面波导连接，所述第二微带线通过通孔与所述第二接地共面波导连接；

所述第二介质基板的上表面设有第二金属层，所述第二金属层上设有若干个耦合缝隙，各所述耦合缝隙分别对应相应一个所述空白介质区域的投影范围；

所述第二介质基板的下表面设有微带功分器，所述微带功分器包括若干个输出端，各所述输出端分别对应相应一个所述耦合缝隙的投影范围。

进一步地，所述基于慢波平行板波导的双波段共口径天线还包括固化片，所述固化片位于所述第一介质基板与所述第二介质基板之间，所述第一介质基板与所述第二介质基板通过所述固化片粘合在一起。

进一步地，所述结构阵列包括若干个周期排布的方形金属贴片；