[发明专利]内嵌金属化过孔相位校准的基片集成波导天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面喇叭天线，尤其是一种内嵌金属化过孔相位校准的基片集成波导天线。

背景技术

喇叭天线在卫星通信、地面微波链路及射电望远镜等系统中有着广泛的应用。但是，三维喇叭天线的较大的几何尺寸和与平面电路工艺的不兼容使得它的成本较高，从而限制了其应用的发展。近年来，基片集成波导技术的提出和发展很好的促进了平面喇叭天线的发展。基片集成波导有尺寸小、重量轻、易于平面集成和加工制作简单等优点。基于基片集成波导的平面的基片集成波导平面喇叭天线除了具有喇叭天线的特点外，还很好的实现了喇叭天线的小型化、轻型化，而且易于集成在微波毫米波平面电路中，但传统的基片集成波导平面喇叭天线的增益相对比较低，其原因在于由于喇叭口不断的张开，导致电磁波传播到喇叭口径面时出现相位不同步，口径电场强度的相位分布不均匀，辐射方向性和增益降低。目前已有采用介质加载、介质棱镜等方法，矫正喇叭口径场，但是这些方法都只能改善相位分布的一致性，而且这些相位校准结构增加了天线的整体结构尺寸。

发明内容

技术问题:本发明的目的是提出一种内嵌金属化过孔相位校准的基片集成波导天线，该平面喇叭天线内部嵌有金属化过孔阵列用以矫正天线口径面上电磁波的相位不一致、同时减少口径面零场区的数量，提高天线的口径效率和增益。

技术方案：本发明的内嵌金属化过孔相位校准的基片集成波导天线包括设置在介质基板上的微带馈线、基片集成波导喇叭天线和内嵌金属化过孔；所述微带馈线的第一端口是该天线的输入输出端口，微带馈线的第二端口与基片集成波导喇叭天线相接；基片集成波导喇叭天线由位于介质基板一面的第一金属平面、位于介质基板另一面的第二金属平面和穿过介质基板连接第一金属平面和第二金属平面的两排金属化过孔喇叭侧壁组成；在喇叭天线中间设有由多个内嵌金属化过孔构成的一列或数列金属化过孔线阵；由相邻两列金属化过孔线阵、或者一列金属化过孔线阵与一排金属化过孔喇叭侧壁，第一金属平面和第二金属平面构成介质填充波导，该介质填充波导的外端口都平齐并靠近喇叭天线的口径面，但不在天线口径面上，这样可以避免口径面上出现电场的零场区。

微带馈线的导带与第一金属平面(8)相接，微带馈线(1)的接地面(9)与第二金属平面相接。

基片集成波导喇叭天线里有两个或两个以上的介质填充波导，这些介质填充波导的传输方向朝着天线的口径面。

介质填充波导的宽度要保证其主模可以在介质填充波导(13)中传输而不被截止。

一列或数列金属化过孔线阵中，调整相邻两列金属化过孔线阵之间的距离、或者调整一列金属化过孔线阵与基片集成波导喇叭天线(2)侧壁金属化过孔之间的距离，能够改变介质填充波导的宽度，进而调整在该介质填充波导(13)中电磁波传播的相速，使得到达介质填充波导端口电磁波的相位分布更均匀。

一列或数列金属化过孔线阵中，改变一列或者多列内嵌金属化过孔线阵的长度能够改变相应介质填充波导的长度，进而使得到达介质填充波导端口电磁波的相位分布更均匀。

金属化过孔线阵的形状可以是直线、折线或其它曲线。

金属化过孔线阵中，金属化过孔线阵中相邻的两个金属化过孔的间距小于或等于工作波长的十分之一，使得构成的金属化过孔线阵(12)能够等效为电壁。

金属化过孔喇叭侧壁中，相邻的两个金属化过孔的间距要小于或等于工作波长的十分之一，使得构成的金属化过孔喇叭侧壁(11)能够等效为电壁。