[实用新型]基于谐振模腔辐射的高增益天线阵列结构

说明书

本实用新型提供一种基于谐振模腔辐射的高增益天线阵列结构，包括基板、辐射缝隙、耦合缝隙、谐振模腔和馈电波导，电磁波在耦合缝隙处产生，进一步通过耦合缝隙耦合至辐射缝隙，通过基板分为左右两处环流，在辐射缝隙处形成磁场方向一致的电磁波，馈电波导进一步使电磁波形成受约束的导行波。本实用新型通过在天线中引入谐振模腔进行辐射，一个耦合缝隙可以对多个辐射缝隙耦合，产生电磁波辐射，进而组成高增益天线阵列结构，可以降低天线的结构复杂程度，提高天线的性能，通过引入谐振模腔，减少了一级馈电网络，降低了馈线的整体损耗，具有传输损耗小、回波损耗高、工作带宽宽、拆装便利、一致性好、便于加工，同时保证了阵列的整体带宽。

技术领域

本发明属于通信领域，更具体的是涉及一种高增益天线阵列结构。

背景技术

在通信领域，特别是微波、电磁波、毫米波等通信领域，由于天线单元的増益有限，为了获得更高的增益或者满足特定方向信号传输的需求，业界经常采用对天线单元进行组阵的形式，但随着天线单元数目的增加，天线的馈电网络也相应增加，导致天线结构复杂，天线的性能和信号传输效果反而下降。

中国专利申请号CN2017107835867提出了一种利用亚波长周期性非谐振结构覆层制作紧凑型高增益天线的方法，该方法可以在一定范围内实现紧凑、小型化并且具有高增益的单频带天线，但是天线频率依然限制在很小的范围内。

中国专利申请号CN2018100922055提供了一种基于石墨烯材料的Fabry-Perot谐振高增益天线，可用于增强天线的增益，并且天线谐振频率可以调节，可覆盖频段主要在太赫兹频段。该方案对材料的要求较高，制造成本较高，不利用产业上大规模推广。

因此，有必要改进高增益天线的设计思路，设计一种成本低、性能好，便于产业推广的提高天线增益的方案。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于谐振模腔的高增益天线阵列结构，该高增益天线阵列结构的技术方案为：

一种基于谐振模腔辐射的高增益天线阵列结构，包括基板，还包括辐射缝隙、耦合缝隙、谐振模腔和馈电波导，电磁波通过耦合缝隙耦合至辐射缝隙辐射。馈电波导使电磁波形成受约束的电磁波，并在耦合缝隙处耦合，进一步通过耦合缝隙耦合至谐振模腔，谐振模腔还包括上金属导板和下金属导板，电磁波通过基板分为左右两处环流，在辐射缝隙处形成磁场方向一致的电磁波。

进一步的，所述的辐射缝隙为复数个。

进一步的，所述的辐射缝隙的形状可以为矩形、椭圆形、T型、十字型、哑铃型。

进一步的，所述的耦合缝隙的形状也可以为矩形、椭圆形、十字型、哑铃型。

进一步的，该谐振模腔可以为四周封闭的模腔，也可以为周期性开缝或周期性突起组成的模腔，所述的谐振模腔还可包括设置在谐振模腔内表面的复数个突起。

进一步的，所述谐振模腔内表面的突起与谐振模腔内表面之间可以电性连接或绝缘连接，突起的形状可以为长方体、正方体、圆柱形、棱柱形、三角锥。

进一步的，所述谐振模腔内表面的突起排列周期小于一个电磁波的波长，突起的高度为电磁波波长的四分之一到一个波长。

进一步的，该馈电波导可以为四周封闭的模腔，也可以为周期性开缝或周期性突起组成的模腔。

进一步的，所述馈电波导内表面的突起与馈电波导内表面之间可以电性连接或绝缘连接，突起的形状可以为长方体、正方体、圆柱形、棱柱形、三角锥。

进一步的，所述馈电波导内表面的突起排列周期小于一个电磁波的波长，突起的高度为电磁波波长的四分之一到一个波长。