[发明专利]基片集成波导喇叭天线阵列及无线通信设备

说明书

本发明公开了一种基片集成波导喇叭天线阵列及无线通信设备，包括三层介质基板，中间层介质基板上并排有多个相同的基片集成波导的H面喇叭天线单元，喇叭天线单元内部挖去两段梯形形成阶梯型喇叭状的介质，上下两层介质基板对应喇叭口径处设置偶极子阵列和矩形贴片，偶极子阵列后端设置金属通孔阵列和矩形贴片阵列。本发明在低厚度基板下实现了良好的宽带特性；通过减小喇叭的纵向长度实现喇叭天线小型化；通过挖去两段梯形组成的阶梯型喇叭状的介质，实现喇叭内部电场分布的校正；通过在偶极子阵列后端设置金属通孔阵列和矩形贴片，提高增益和前后比，通过SIW功分器馈电网络对喇叭天线阵列馈电，最终实现小型化宽带高增益的性能。

技术领域

本发明涉及天线的技术领域，尤其是指一种小型化宽带高增益的基片集成波导喇叭天线阵列及无线通信设备。

背景技术

喇叭天线广泛应用于通信系统、雷达、成像、射电天文学等领域。金属波导喇叭天线虽然可以用于上述系统，但通常体积大、重量重、价格昂贵，且不容易与系统中的其它部件和设备集成。随之电路系统的集成化越来越高，对元器件的小型化要求也越来越高，因此天线的小型化技术也逐渐成为热点。此外5g频段的超宽频带使得天线需要实现宽带的性能，且毫米波频段的高损耗对天线的增益也提出了更高的要求。

发明内容

本发明的第一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种小型化宽带高增益的基片集成波导喇叭天线阵列，可在低基板厚度下实现了良好的宽带特性，并在减小喇叭50％的纵向长度情况下，不仅保持天线的增益恶化，反而提高了天线的增益，最终实现了小型化宽带高增益的性能。

本发明的第二目的在于提供一种无线通信设备。

本发明的第一目的通过下述技术方案实现：基片集成波导喇叭天线阵列，包括第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板，所述第一介质基板上并排有多个相同、喇叭口朝向一致的基片集成波导的H面喇叭天线单元，所述H面喇叭天线单元内部挖去两段梯形介质，用于校正小型化后的电场相位以提高增益；

所述第二介质基板设置于第一介质基板上方前端，且在第二介质基板对应喇叭天线口径处加载第一偶极子阵列和上表面设置有第一矩形贴片，用于实现宽带，所述第二介质基板的上表面在喇叭口径后端设置有第一矩形贴片阵列和第一金属通孔阵列，用于提高增益；

所述第三介质基板设置于第一介质基板下方前端，且在第三介质基板对应喇叭天线口径处加载第二偶极子阵列和下表面设置有第二矩形贴片，用于实现宽带，所述第三介质基板的下表面在喇叭天线口径后端设置有第二矩形贴片阵列和第二金属通孔阵列，用于提高增益；

所述第一介质基板、第二介质基板和第三介质基板均向喇叭口径前端延伸一段距离，用于提高增益；

所述第一矩形贴片和第二矩形贴片均关于介质基板对称，所述第一矩形贴片阵列和所述第二矩形贴片阵列均关于介质基板对称；

所述第一偶极子阵列穿过第二介质基板使第一矩形贴片和第一介质基板的上表面相连；所述第二偶极子阵列穿过第三介质基板使第二矩形贴片和第一介质基板的下表面相连；

所述第一金属通孔阵列和第二金属通孔阵列均关于介质基板对称；所述第一金属通孔阵列穿过第二介质基板使第一矩形贴片阵列和第一介质基板的上表面相连；所述第二金属通孔阵列穿过第三介质基板使第二矩形贴片阵列和第一介质基板的下表面相连。

优选的，所述第二介质基板上设置有SIW功分器馈电网络和馈电探针，所述SIW功分器馈电网络和馈电探针位于多个H面喇叭天线单元后端，用于给该多个H面喇叭天线单元馈电。

优选的，所述第一矩形贴片阵列和第二矩形贴片阵列均由两块矩形贴片组成。