[发明专利]全向基片集成波导缝隙多天线阵列

说明书

技术领域

本发明属于通信技术应用领域，具体涉及一种基片集成波导天线阵列。

基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）缝隙天线，采用双面对称缝隙时，可以形成E面的全向辐射特性，将多个SIW缝隙天线单元集成在同一块介质板上，形成多天线阵列，并保持单个天线辐射方向图不变，属于通信技术应用领域。

背景技术

近年来，无线通信技术得到了快速发展并获得了广泛应用。越来越多的通信系统要求低成本、易制作、易于和其它微波射频平面电路集成的天线。高频段、全向辐射、易制作、易集成的天线是目前的研究热点之一，同时多天线技术（多输入多输出）也是目前的研究热点之一。

随着频率提高，常见的开放电路损耗大、寄生辐射严重，而常见的辐射振子，如偶极子单元，单个辐射单元的增益有限，为提高辐射增益，需将多个辐射单元组成阵列，但同一个阵列中的辐射单元数目越多，馈电网络就会越复杂。

SIW缝隙天线，是在SIW表面金属上开缝，形成辐射单元，可在一个SIW上，将多个缝隙组成阵列，无需添加额外的功率分配电路，即可有效地提高天线的辐射增益。SIW作为一种封闭结构电路，损耗小、无寄生辐射，适合高频段通信系统，同时制作简单、成本低廉，具有实际的应用价值。

发明内容

技术问题： 本发明提出一种工作在Ku波段，损耗小、寄生辐射弱、隔离和抗干

扰能力强、全向基片集成波导缝隙多天线阵列。

技术方案：本发明的全向基片集成波导缝隙多天线阵列由多个并排排列的集成制作在一块介质板上的全向基片集成波导缝隙天线组成，两相邻全向基片集成波导缝隙天线之间的间距至少为单个全向基片集成波导缝隙天线的宽度。所述全向基片集成波导缝隙天线为双面对称基片集成波导缝隙天线，该天线的正面设有上表面金属层，背面设有下表面金属层，中间为介质基片；其中在上表面金属层和下表面金属层上沿天线的周边对称的设有金属化通孔将上表面金属层和下表面金属层连接，在天线的中轴线两侧交替设有缝隙，在天线的中轴线的一端没有设置金属化通孔，在该端连接有微带渐变线，微带渐变线的另一端连接馈电线。

所述馈电线为50欧姆微带线。

由于SIW缝隙天线具有平面结构，将四个全向SIW缝隙天线集成、制作在同一块介质板上，形成SIW缝隙多天线阵列，为保持SIW缝隙多天线阵列中每个SIW缝隙天线的E面全向辐射特性，相邻天线之间需留出一定的空气距离。单个全向SIW缝隙天线的馈电线采用50欧姆微带线，50欧姆微带线和SIW之间采用微带渐变线进行阻抗匹配。多天线阵列中相邻天线间留有一定的空气间距，只在微带线部分介质板相连；

有益效果：在Ku波段，SIW电路损耗小、寄生辐射极低，SIW缝隙天线呈平面结构天线，易于与其他微波射频电路的共面、集成，同时SIW缝隙天线结构简单、易于采用标准PCB（印刷电路板）工艺加工。本发明将多个SIW缝隙天线集成、制作在一块介质板上，形成SIW缝隙多天线阵列。

（1）基于SIW技术设计的Ku波段缝隙辐射天线损耗小，寄生辐射弱；将SIW缝隙辐射单元组成阵列无需添加其他功率分配网络，简化了设计步骤、方便制作、减少损耗。

（2）在本发明中，四个全向SIW缝隙天线集成、制作在一块介质板上，组成了一个SIW缝隙多天线阵列，保证了SIW缝隙多天线系统中各天线的一致性；由于在相邻天线之间留出空气间隔，保持了SIW缝隙多天线阵列中单个天线的全向辐射特性。

（3）本发明结构简单，制作全部利用成熟的标准PCB工艺，成本低，容易批量生产，

（4）本发明馈电网络为封闭结构，因而辐射小，隔离和抗干扰能力强，容易与其它平面微波射频电路集成。

附图说明

图1为本发明全向SIW缝隙天线多天线阵列的平面图；

图2为单个全向SIW缝隙天线上表面金属层平面图；

图3为单个全向SIW缝隙天线下表面金属层平面图；

图4实施例天线输入端反射系数的仿真和测试结果，实施例多天线阵列相邻和非相邻天线间耦合测试结果；

图5实施例中单个天线的辐射方向图测试结果；

图6实施例中多天线阵列中单个天线的辐射方向图测试结果。

图中有，馈电线1，微带渐变线2，金属化通孔3，缝隙4， SIW传输线5，介质基片6。

具体实施方式