[发明专利]基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线

权利要求书

1.一种基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，包括开口波导(1)、屏蔽金属板(2)、微带巴仑(3)、馈电同轴线(4)和脊板(5)；其中：

所述开口波导(1)采用一端开口一端封闭的腔体结构；

所述微带巴仑(3)包括介质板(31)、印制在介质板(31)一个侧面的输入微带线(32)和输出微带线(33)和另一个侧面的金属地板(34)，用于实现两个单端口输入变为两对双端口差分输出，其中所述金属地板(34)开有哑铃状缝隙，便于两端的匹配和能量的传输；

所述脊板(5)包括台阶变化段(51)和阻抗调配段(52)，所述台阶变化段(51)是采用长方形板材沿着长边一侧切割出多级台阶的结构，所述阻抗调配段(52)的一个边上设置有缺口；

所述脊板(5)数量为四个，组成两个呈十字状结构排布的脊板对，固定在开口波导(1)内，脊板(5)中阻抗调配段(52)是临近开口波导(1)封闭端的一侧；所述微带巴仑(3)固定在开口波导(1)封闭端外侧，并通过屏蔽金属板(2)隔离；所述馈电同轴线(4)，数量为四根，两根为一组，各组馈电同轴线(4)一端的屏蔽层分别与一个微带巴仑(3)的金属地板(34)相连，各组馈电同轴线(4)的内芯与屏蔽层所连接的微带巴仑(3)上输出微带线(33)的两端相连，各组馈电同轴线(4)另一端的屏蔽层与开口波导(1)的封闭端相连，内芯穿过开口波导(1)封闭端上的过孔分别与一个脊板对中两个脊板(5)的阻抗调配段(52)相连。

2.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述开口波导(1)，采用方形波导结构，其横截面边长与WR90标准矩形波导的长边长度相等。

3.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述两个脊板对，其中每个脊板对中的两个脊板(5)共面，对内两个脊板(5)之间的最小距离为d，0.6mm≤d≤3mm，各脊板(5)的厚度均为t，1mm≤t≤5mm。

4.根据权利要求1所述的台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述台阶变化段(51)，其台阶数量为N级，3≤N≤8。

5.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述馈电同轴线(4)，其特性阻抗为50欧。

6.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述金属地板(34)，其上设置哑铃状缝隙，缝隙的对称轴与金属地板(34)任意两边的中轴线重合，缝隙两端哑铃球部分的长度均为l₂，2mm≤l₂≤3mm，宽度为w₂，0.3mm≤w₂≤0.7mm，缝隙中间哑铃杆部分的长度为l₃，10mm≤l₃≤15mm，宽度为w₃，0.2mm≤w₃≤0.4mm。

7.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述输入微带线(32)，采用与金属地板(34)缝隙长度方向的对称轴垂直的直线型结构，其长度为l₁，8mm≤l₁≤12mm，宽度为w₁，0.4mm≤w₁≤1.2mm。

8.根据权利要求1所述的基于台阶状四脊过渡的双极化开口波导天线，其特征在于，所述输出微带线(33)，采用由第一直线微带和两条与第一直线微带垂直的第二直线微带组成的U字形结构，所述U字形结构的对称轴与金属地板(34)上设置的哑铃状缝隙长度方向的对称轴平行，其中第二直线微带的长度为l₄，4mm≤l₄≤6mm，宽度为w₄，0.4mm≤w₄≤0.8mm，第一直线微带的长度为l₅，5mm≤l₄≤7mm，宽度为w₅，0.5mm≤w₅≤1.5mm。