[发明专利]一种具有圆极化波束扫描范围的基片集成波导漏波天线

摘要

一种具有圆极化波束扫描范围的基片集成波导漏波天线，属于微波天线工程领域，本发明解决了传统圆极化漏波天线圆极化波束扫描范围小的问题。本发明为三层结构，顶部和底部为金属层，中间为介质基材层，顶部金属层与底部金属层通过两排金属化过孔电气相连，顶部金属层通过蚀刻形成了微带与基片集成波导转换器以及N个天线单元，每个天线单元包括一条纵向的缝隙与一对横向的缝隙，纵向缝隙与横向缝隙对提分别提供并联容性与串联感性加载，可以抑制漏波天线的阻带，实现波束的后向、侧向以及前向的连续扫描，纵向缝隙与横向缝隙还分别提供独立可控的横向极化以及纵向极化辐射，从而实现圆极化波束扫描范围。

主权项

1.一种具有圆极化波束扫描范围的基片集成波导漏波天线，其特征在于，它包括顶部金属层(1)、介质基材层(2)、底部金属层(3)和双排金属化过孔(4)；顶部金属层(1)和底部金属层(3)在介质基材层(2)的上下两侧，三者通过热压方法紧密结合为一体；双排金属化过孔(4)贯通介质基材层(2)，并利用电镀的方式金属化，使顶部金属层(1)和底部金属层(3)电气相连，同一排中相邻的金属化过孔间距pv小于λg/6，孔直径小于λg/6，其中λg为波导波长；顶部金属层(1)通过蚀刻的方法实现构形，该构形包括中部加载缝隙的金属带和两端的微带与基片集成波导转换器A；顶部金属层(1)中部加载缝隙的金属带由10个单元B构成，每个单元包括一个纵向缝隙(1‑1)和一对横向缝隙(1‑2)，纵向缝隙(1‑1)的长度L＝7mm和横向缝隙对(1‑2)的长度T＝5.4mm，横向缝隙对(1‑2)与纵向缝隙(1‑1)之间距离dx＝1.5mm，天线的开阻带被有效抑制，天线实现波束的前后向连续扫描；顶部金属层(1)中部加载缝隙的单元B中，横向缝隙对(1‑2)还提供纵向极化的电磁辐射，而纵向缝隙(1‑1)还提供横向极化的电磁辐射，横向缝隙对(1‑2)与纵向缝隙(1‑1)的辐射彼此独立，使得串联辐射与并联辐射的调节彼此独立，便于优化；纵向缝隙(1‑1)与横向缝隙对(1‑2)关于基片集成波导纵轴方向呈现非对称性，关于单元横轴呈现对称性，整体呈现“π”形排布，这种横向对称与纵轴方向不对称实现串联辐射与并联辐射在10GHz至14.5GHz的带宽下呈现90°的相位差；横向缝隙对(1‑2)与纵向缝隙(1‑1)的长度T＝5.4mm和L＝7mm，串联辐射与并联辐射强度相等，实现漏波天线的圆极化辐射；在纵向缝隙(1‑1)处的电磁波边传输边辐射，使得纵向缝隙(1‑1)的辐射最大方向指向前向，且随频率变化；横向缝隙对(1‑2)中两条横向缝隙的间距dy可调，使横向缝隙对(1‑2)的最大辐射方向与纵向缝隙最大辐射方向保持一致，串联辐射与并联辐射的方向图具有良好的一致性；顶部金属层(1)两端的微带与基片集成波导转换器A外形为梯形，靠近终端的宽度wf等于微带线的宽度，与基片集成波导相连的一端宽度wt保证基片集成波导与微带线之间的阻抗匹配，所述的wf＝1.57mm，wt＝3.5mm；工作时，天线一端口与馈线相连，另一端口接一终端匹配负载；天线辐射的圆极化波束的旋向与馈电端口有关，当纵向缝隙(1‑1)位于电磁波传输方向的左侧时，天线辐射波束为右旋圆极化，当纵向缝隙(1‑1)位于电磁波传输方向的右侧时，天线辐射波束为左旋圆极化。