[发明专利]基于基片集成波导的可调控缝隙阵列天线

说明书

本发明公开了一种基于基片集成波导的可调控缝隙阵列天线，包括上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板上下表面分别覆有第一金属板和第二金属板；所述上层介质基板上设置有成排金属孔可构成基片集成波导结构；所述上层介质基板上设置有SMA连接器、基片集成波导功分器和缝隙阵列，所述基片集成波导功分器通过单端口馈入分路到所述缝隙阵列，然后合路到另一端口从而构成行波天线；所述缝隙阵列的每个缝隙单元设置有矩形金属片，所述矩形金属片和所述第一金属板上焊接有Pin二极管，所述Pin二极管在所述矩形金属片两侧对称放置。本发明通过对二极管施加直流偏置电压控制二极管的开关而控制天线的波束，减小了天线的尺寸，降低了制作成本。

技术领域

本发明涉及电磁微波技术领域，具体涉及一种基于基片集成波导的可调 控缝隙阵列天线。

背景技术

天线作为无线通信系统中的重要组成部分，其主要的功能在于对无线信 号的发射和接收。随着现代无线通信技术的快速发展，对天线自身的性能要 求越来越高，具体体现在对天线波束指向性要求越来愈高，如实现波束扫描 能力。

在现有技术当中，最常见的阵列天线当属相控阵天线。相控阵天线虽然 具备波束扫描控制能力，但是需要复杂的馈电网络，数量繁多的移相器，阵 元间的间距一般也须有二分之一波长，因此相控阵天线整体的尺寸很大，结 构复杂，制造成本也很高。

发明内容

本发明的目的提供一种基于基片集成波导的可调控缝隙阵列天线，解决 传统阵列天线体积大、成本高和波束方向控制复杂的问题，在保证天线性能 稳定的前提下，大大的减小天线的面积，大大的降低天线的成本。

根据本发明的一个方面，提供一种基于基片集成波导的可调控缝隙阵列 天线，包括上层介质基板和下层介质基板，所述上层介质基板上下表面分别 覆有第一金属板和第二金属板；所述上层介质基板上设置有成排金属孔可构 成基片集成波导结构；所述上层介质基板上设置有SMA连接器、基片集成波 导功分器和缝隙阵列，所述基片集成波导功分器通过单端口馈入分路到所述 缝隙阵列，然后合路到另一端口从而构成行波天线；所述缝隙阵列的每个缝 隙单元设置有矩形金属片，所述矩形金属片和所述第一金属板上焊接有Pin二 极管，所述Pin二极管在所述矩形金属片和所述基片集成波导功分器上对称放 置。

在某些实施方式中，所述上层介质基板上设置有微带匹配线用于匹配所 述SMA连接器和所述基片集成波导功分器。

在某些实施方式中，所述基片集成波导功分器上设置有对称通孔来调节 性能。

在某些实施方式中，所述每个缝隙单元偏离所述基片集成波导功分器中 心轴线呈交替排列。

在某些实施方式中，所述矩形金属片中心处设置有穿过上下两层介质基 板的金属化通孔，所述上层介质基板下表面留有圆形缝隙避免直流控制时产 生短路，所述圆形缝隙的圆心位置与所述矩形金属片上的所述金属化通孔圆 心位置相同。

在某些实施方式中，所述下层介质基板下表面设置有直流偏置网络，所 述直流偏置网络上设置有扇形结构。由此，可以防止对天线的干扰。

在某些实施方式中，所述金属化通孔与所述直流偏置网络相连。

在某些实施方式中，通过所述直流偏执网络可提供直流偏置电压控制pin 二极管，继而可实现对波束的控制。

在某些实施方式中，所述上层介质基板上表面还设置有对称金属条，所 述下层介质基板下表面的两端设置有矩形金属条，所述对称金属条和所述矩 形金属条上设置有穿越两层介质基板的穿孔，所述矩形金属条可通过所述穿 孔直接连接所述第一金属板，使得上下两层介质基板无缝贴合。由此，可以 简化天线的制作工艺，通过矩形金属条保证天线能够良好接地，使天线整体 结构紧凑稳定。

有益效果：