[发明专利]一种基片集成脊间隙波导及宽带圆极化漏波天线

说明书

本发明公开了一种基片集成脊间隙波导及宽带圆极化漏波天线。所述基片集成脊间隙波导包括上层介质板、上层外围金属化过孔、上层矩形金属贴片、两个矩形环状金属贴片、下层介质板、下层外围金属化过孔、金属脊、电磁带隙EBG结构、金属地、馈电探针、匹配探针；下层中央两排金属化过孔和哑铃状金属贴片构成基片集成金属脊；电磁带隙EBG结构由设置于哑铃状金属贴片中间矩形条带两侧的周期性蘑菇状结构单元构成，用于限制电磁波向两侧泄漏；上下两层介质板紧密贴合。宽带圆极化漏波天线为：上层矩形金属贴片上表面设置缝隙阵列，实现圆极化辐射。本发明保持了漏波天线宽频带和频率扫描特性的同时，实现了圆极化和高增益平坦度的特性。

技术领域

本发明涉及波导型器件技术领域，特别是一种基片集成脊间隙波导及宽带圆极化漏波天线。

背景技术

漏波天线具备特有的宽工作频带和频率扫描特性，在防撞雷达、无线定位等领域有着广泛的应用。圆极化天线有助于减少无线通信中极化失配、多径效应带来的不良影响。因此，圆极化漏波天线在智能公路交通系统、列车自动控制系统中具有良好的应用前景。

脊间隙波导具有传输损耗小，工作频段易于设计，带宽宽等优点，因此结合脊间隙波导，设计上层辐射缝隙阵列结构，形成漏波天线是惯用的手段。然而，传统脊间隙波导为金属腔体结构，加工难度大、成本高。此外，在漏波天线的设计中，在较宽的工作频带内保持良好的增益平坦度是一个难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基片集成脊间隙波导及宽带圆极化漏波天线，从而在保持宽工作频带和频率扫描特性的同时，在整个工作频带内实现圆极化和高增益平坦度。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基片集成脊间隙波导，包括上层介质板、上层外围金属化过孔、上层矩形金属贴片、矩形环状金属贴片一、矩形环状金属贴片二、下层介质板、下层外围金属化过孔、金属脊、电磁带隙EBG结构、金属地、馈电探针、匹配探针；

上层矩形金属贴片设置于上层介质板的上表面，上层外围金属化过孔设置于上层介质板四周，矩形环状金属贴片一设置于上层介质板的下表面，上层矩形金属贴片通过上层外围金属化过孔与矩形环状金属贴片一连通；所述矩形环状金属贴片二设置于下层介质板的上表面，下层外围金属化过孔设置于下层介质板四周，金属地设置于下层介质板的下表面，矩形环状金属贴片二通过下层外围金属化过孔与金属地连通；所述上层介质板与下层介质板紧密贴合，矩形环状金属贴片一、矩形环状金属贴片二完全重合，保证上层矩形金属贴片、上层外围金属化过孔、下层外围金属化过孔、金属地整体连接导通。

进一步地，所述金属脊由下层中央两排金属化过孔、哑铃状金属贴片构成；哑铃状金属贴片设置于下层介质板的上表面，且哑铃状金属贴片与馈电探针、匹配探针满足阻抗匹配；下层中央两排金属化过孔设置于哑铃状金属贴片中间矩形条带边缘，哑铃状金属贴片通过下层中央两排金属化过孔与金属地连通。

进一步地，所述电磁带隙EBG结构由周期性蘑菇状结构单元构成，周期性蘑菇状结构单元分别设置于哑铃状金属贴片中间矩形条带两侧，用于限制电磁波向两侧泄漏；

每个蘑菇状结构单元由小方形金属贴片和中央金属化过孔组成；小方形金属贴片设置于下层介质板的上表面，中央金属化过孔设置于下层介质板内，小方形金属贴片通过中央金属化过孔与金属地连通。

进一步地，所述馈电探针和匹配探针分别穿过哑铃状金属贴片两端的圆孔与上层矩形金属贴片相连，馈电探针和匹配探针分别通过圆孔与金属脊耦合。

一种基于基片集成脊间隙波导的宽带圆极化漏波天线，上层矩形金属贴片上表面设置缝隙阵列，实现圆极化辐射。

进一步地，所述缝隙阵列由两列沿中心线依次成对排布的缝隙构成，各缝隙中心与中心线距离四分之一波导波长，相邻两对缝隙之间距离一个波导波长，每对缝隙内部中心间距四分之一波导波长，且与中心线夹角分别成正负45度。