[发明专利]一种基于SIW技术的天线单元及高隔离收发天线阵列

说明书

本方案公开了一种基于SIW技术的天线单元及高隔离收发天线阵列，包括介质板、基片集成波导以及基片集成波导缝隙线阵；天线单元包括2根基片集成波导缝隙线阵，且每根基片集成波导缝隙线阵由N个缝隙单元组成天线单元采用同轴馈电方式；每根基片集成波导缝隙线阵的N个缝隙单元沿基片集成波导的宽边依次排列；每个缝隙单元通过在基片集成波导的宽边开设纵缝形成。本方案利用基片集成波导设计了一款独特的天线单元，天线单元由两根线阵组成，且每根线阵有多个缝隙单元，天线单元采用同轴馈电方式利用微带线进行过渡和匹配，同时每个缝隙单元相对于波导中心又存在各自的偏移量，使设计的天线单元在满足增益和带宽的同时，实现了低副瓣的设计目标。

技术领域

本发明属于天线结构技术领域，尤其是涉及一种基于SIW技术的天线单元及高隔离收发天线阵列。

背景技术

连续波体制雷达因其特有的性能优势，近些年来受到越来越多的关注。连续波体制雷达的接收机和发射机同时工作，因此接收机在接收目标回波的同时，也会受到发射机信号泄露的干扰，这种干扰严重制约着连续波雷达的探测性能，因此收发天线隔离度是连续波雷达一项极其重要的性能指标。

收发天线间的耦合包括空间波耦合和表面波耦合，为了实现连续波体制雷达的收发天线高隔离，人们进行了大量的探索，如Min Li等在2020年提出了一种适用于超近距离MIMO贴片天线的解耦方法，该方法采用介质块(Di electric Block，DB)使收发天线隔离度提高超过20dB，达到了-45dB，但是仍然难以达到对隔离度要求较高的电磁系统的要求。You-Feng Cheng等通过在收发天线间添加寄生隔离器和缺陷地结构使收发天线隔离度提高了19.6dB，该方法一方面隔离度仍然不够，另一方面还存在着严重的后瓣，实用性并不高。Yut ing Zhao等通过在收发天线间添加一种缺陷隔离壁使互耦降低了25dB，该方法虽然在一定程度上提高了隔离度，但该措施使得天线的增益有所下降且使得天线阵面难以实现平面化和小型化。

以上各研究都对连续波体制雷达的收发天线阵列提出了改进以期提高它的隔离度，但是存在一些难以避免的缺陷，很难得到有效提高隔离度的设计方案。

发明内容

本发明的目的是针对上述问题，提供一种基于SIW技术的天线单元及高隔离收发天线阵列。

为达到上述目的，本发明采用了下列技术方案：

一种基于SIW技术的天线单元，包括介质板，基于所述介质板实现的基片集成波导，以及通过沿基片集成波导宽边开纵缝形成的基片集成波导缝隙线阵；

所述的天线单元包括2根所述的基片集成波导缝隙线阵，且每根基片集成波导缝隙线阵由N个缝隙单元组成天线单元采用同轴馈电方式，并利用微带线进行过渡和匹配；

每根基片集成波导缝隙线阵的N个缝隙单元沿基片集成波导的宽边依次排列；

每个缝隙单元通过在基片集成波导的宽边开设纵缝形成。

在上述的基于SIW技术的天线单元中，所述的基片集成波导通过在介质板打周期排布的金属柱实现，基片集成波导缝隙线阵布于波导宽边上；

所述基片集成波导的宽度w、金属柱的间距p，金属柱的直径d根据如下公式(1)-(5)确定：

d≤0.2λ＝0.2×12.5mm＝2.5mm

d≤p≤2d (1)

上述各式中，a表示等效介质波导的宽度；ξ1、ξ2、ξ3为中间变量。