[发明专利]多极化基片集成波导天线

说明书

技术领域

本发明实施例涉及通信技术，尤其涉及一种多极化基片集成波导天线。

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数量大大增加，需要的天线数目也相应地增多。这与要求天线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。多极化天线的出现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。

现有的定向耦合馈电低轮廓背腔圆极化天线(专利CN200710156825.2)由于电路结构和尺寸的原因，需采用微带线馈电，导致高频应用时馈电效率下降。

发明内容

本发明实施例提供一种多极化基片集成波导天线，以解决采用微带线馈电导致高频应用时馈电效率下降的问题。

第一方面，本发明实施例提供一种多极化基片集成波导天线，所述天线为多层结构，从上到下依次包括：第一金属覆铜层、第一介质层、第二金属覆铜层、第二介质层以及第三金属覆铜层，其中，所述第一介质层和所述第二介质层上均设置有金属化通孔，所述第一金属覆铜层和所述第二金属覆铜层上均设置有蚀刻槽。

结合第一方面，在第一方面的第一种可能的实现方式中，所述第一介质层上设置有两列相互平行的第一金属化通孔，所述两列第一金属化通孔连接所述第一金属覆铜层和第二金属覆铜层，在所述第一层介质层中形成第一介质波导；所述第一介质层上形成一排第二金属化通孔，所述第二金属化通孔与所述两列第一金属化通孔均垂直，且与所述两列第一金属化通孔的一端靠近，在所述第一层介质层中形成第一短路面；

所述第二介质层上设置有两列相互平行的第三金属化通孔，所述两列第三金属化通孔连接所述第二金属覆铜层和第三金属覆铜层，在所述第二层介质层中形成第二介质波导；所述第二介质层上形成一排第四金属化通孔，所述第四金属化通孔与所述两列第三金属化通孔均垂直，且与所述两列第三金属化通孔的一端靠近，在所述第二层介质层中形成第二短路面。

结合第一方面的第一种可能的实现方式，在第一方面的第二种可能的实现方式中，所述两列第一金属化通孔之间的第一中心线与所述两列第三金属化通孔之间的第二中心线在竖直方向上不重合。

结合第一方面的第二种可能的实现方式，在第一方面的第三种可能的实现方式中，所述第一金属覆铜层上蚀刻有第一纵向蚀刻槽和横向蚀刻槽，所述第一纵向蚀刻槽与所述第一短路面垂直，且所述第一纵向蚀刻槽位于所述第一中心线在所述第一金属覆铜层上的竖直投影上；所述横向蚀刻槽与所述第一短路面平行；

所述第二金属覆铜层上蚀刻有第二纵向蚀刻槽，所述第二纵向蚀刻槽与所述第二短路面垂直，且所述第二纵向蚀刻槽与所述第一纵向蚀刻槽在所述第二金属覆铜层上的竖直投影重合。

结合第一方面的第三种可能的实现方式，在第一方面的第四种可能的实现方式中，调整所述第一纵向蚀刻槽的长度、所述第二纵向蚀刻槽的长度以及所述第二纵向蚀刻槽的中点与所述第二短路面在所述第二金属覆铜层上的竖直投影之间的距离，以控制第一极化状态的工作频率；

调整所述横向蚀刻槽与所述第一短路面在所述第一金属覆铜层上的垂直投影之间的距离，以控制第二极化状态的工作频率。

结合第一方面的第三种或第四种可能的实现方式，第一方面的第五种可能的实现方式中，所述第一纵向蚀刻槽的长度、所述第二纵向蚀刻槽的长度以及所述横向蚀刻槽的长度为所述第一介质波导的波导波长的二分之一；

所述横向蚀刻槽与所述第一短路面在所述第一金属覆铜层上的垂直投影之间的距离为所述第一介质波导的波导波长的二分之一；

所述第二纵向蚀刻槽的中点与所述第二短路面在所述第二金属覆铜层上的竖直投影之间的距离为所述第二介质波导的波导波长的四分之一。

结合第一方面、第一方面的第一种至第五种中任一种可能的实现方式，第一方面的第六种可能的实现方式中，在所述第一介质波导与所述第二介质波导的输入处接一90度耦合器，以实现双圆极化的工作模式。

结合第一方面的第三种至第五种中任一种可能的实现方式，第一方面的第七种可能的实现方式中，在所述第一金属覆铜层上从下到上依次覆盖第三介质层和第四金属覆铜层，在所述第四金属覆铜层上印制有贴片天线或辐射单元，以通过所述第一纵向蚀刻槽和所述横向蚀刻槽馈电。