[实用新型]能产生四个不同极化方式的天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种可应用于毫米波无线通信系统和雷达探测等领域的多极化频率扫描天线，属于毫米波天线设计和制造的技术领域。

背景技术

在各种无线通信和雷达系统中，信息的发射与接受均依赖于天线。随着现代大容量、多功能、超宽带综合信息系统的迅猛发展，同一平台上搭载的信息子系统数量大大增加，所需要的天线数目也相应地增多。这与要求降低综合信息系统整体成本、减轻重量、减小平台雷达散射截面、实现良好电磁兼容特性等的发展趋势相矛盾。多极化天线即可以有效地解决这一矛盾，其可以根据实际应用的需求动态地改变其工作的极化方式，从而提供极化分集以对抗多径衰落和增加信道容量。

另一方面，频率扫描天线是一种实现多波束扫描的有效方法。其能生成若干个高增益的波束来覆盖一定的角度空间，同时避免使用复杂的波束成型网络。漏波天线是一类重要的频率扫描天线。同时，要实现多极化的扫描天线，对圆极化波束的扫描必不可少。而对圆极化波束进行扫描非常困难，主要在于无法在较宽的扫描范围内保证优良的轴比特性。我们发现，频率扫描技术可以很好的解决这一问题。

如果我们把上述两种技术结合起来，形成既具有多个极化方式又具有波束扫描功能的天线阵列，能显著地改善信噪比、降低误码率、扩大信道容量和节省发射功率。这一系列的改进对于毫米波通信系统来说尤为重要。为了实现平面化的集成电路结构，同时使其具有低损耗、低互耦、高Q值的特性，我们选用基片集成波导来设计整个电路。

发明内容

技术问题：本实用新型的目的是提出一种能产生四个不同极化方式的天线，使其工作在毫米波波段。整个天线采用基片集成波导进行设计，能直接与射频电路相集成，具有损耗低，成本低，容易大批量生产等特点。

技术方案：本实用新型的能产生四个不同极化方式的天线包括上层金属敷铜面、下层金属敷铜面、介质基片、金属化通孔、基片集成波导90°定向耦合器、基片集成波导16槽45°缝隙阵漏波天线、基片集成波导16槽-45°缝隙阵漏波天线；本发明中的毫米波四极化频率扫描天线为一平面电路结构，上层金属敷铜面、下层金属敷铜面分别位于介质基片的正反两侧，金属化通孔穿过介质基片与上层金属敷铜面、下层金属敷铜面相连接形成基片集成波导90°定向耦合器、位于该天线中心线两侧的基片集成波导16槽45°缝隙阵漏波天线、基片集成波导16槽-45°缝隙阵漏波天线；基片集成波导90°定向耦合器的第一个输入口接毫米波四极化频率扫描天线的第一输入端口、基片集成波导90°定向耦合器的第二个输入口接毫米波四极化频率扫描天线的第二输入端口，基片集成波导16槽45°漏波天线的一端与毫米波四极化频率扫描天线的第三输入端口相连，另一端与基片集成波导90°定向耦合器的第一个输出口相连，基片集成波导16槽-45°漏波天线的一端与毫米波四极化频率扫描天线的第四输入端口相连，另一端与基片集成波导90°定向耦合器的第二个输出口相连。

上层金属覆铜面上的基片集成波导16槽45°缝隙阵漏波天线的中心线上开有16根与中心线夹角为45°的第一缝隙槽；基片集成波导16槽-45°缝隙阵漏波天线中心线上开有16根与中心线夹角为-45°的第二缝隙槽。

从第一输入端口馈电，通过基片集成波导90°定向耦合器，将提供两路幅度相等、相位差为90°的输入信号同时对16槽45°缝隙阵漏波天线和16槽-45°缝隙阵漏波天线馈电，激励出极化方式为左旋圆极化的波束，其随工作频率的变化，波束指向不同；从第二输入端口馈电，通过基片集成波导90°定向耦合器，将提供两路幅度相等、相位差为-90°的输入信号同时对16槽45°缝隙阵漏波天线和16槽-45°缝隙阵漏波天线馈电，激励出极化方式为右旋圆极化的波束，其随工作频率的变化，波束指向不同；从第三输入端口馈电，只对16槽45°缝隙阵漏波天线馈电，激励出极化方式为45°的线极化波束，且随工作频率的变化，波束指向不同；从第四输入端口馈电，只对16槽-45°缝隙阵漏波天线馈电，激励出极化方式为-45°的线极化波束，且随工作频率的变化，波束指向不同。

根据漏波天线的特点，其波束的指向随频率的变化而改变，故改变频率可以产生连续的波束从而进行扫描，随工作频率的增加，扫描波束的指向朝漏波传播的方向移动；本发明中的漏波天线将从两侧馈电，故缝隙阵漏波天线需设计为对称结构，从漏波天线的两端分别进行激励时，其波束的指向关于法向轴对称，故左旋圆极化、右旋圆极化的扫描范围和-45°线极化、45°线极化的的扫描范围分别处于法向轴的两侧。

有益效果：本实用新型具有以下优点：