[发明专利]一种共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线

说明书

一种共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线，属于毫米波通信天线技术领域，解决现有的毫米波天线增益低的问题，通过在天线单元的第一矩形微带线的上、下两端的两个馈电端口输入等幅反相的激励实现差分馈电，此时在第一环形辐射缝隙与第二环形辐射缝隙中分别产生2个方向相反半圆形磁流，每个环形辐射缝隙中产生的两个方向相反半圆形磁流的y轴方向上的分量相位相反，所以不会产生有效辐射，而x轴方向上的分量相位相同，所以会产生有效的辐射，因此，4个半圆形磁流产生的辐射等效为4个振子所组成的阵列产生的辐射，从而实现天线单元的高增益，具有物理尺寸小、易于集成的优点。

技术领域

本发明属于毫米波通信天线技术领域，一种共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线。

背景技术

随着5G时代的到来以及全球通信业务的迅速发展，作为未来通信主要手段的无线移动通信技术己引起了人们的极大关注，在整个无线通讯系统中，天线是将射频信号转化为无线信号的关键器件，其性能的优良对无线通信工程的成败起到重要作用。目前在天线领域中，毫米波宽带天线这类新型天线因传输速率高、系统容量大、空间分辨和目标识别能力强，尺寸小以集成等优点而备受关注。同时缝隙天线由于其结构简单，加工成本低，易于集成而受到广泛的研究，因此对于毫米波频段的缝隙天线的研究设计是非常重要的。现有技术中，Horng-Dean Chen提出了具有宽阻抗枝节的方形缝隙天线结构，将天线的工作相对带宽提升到超过60％，F.Muge在其研究基础上设计了1×4的天线阵列，但单元缝隙间耦合降低了阵列带宽和增益；Evangelos S.等学者提出了圆形和椭圆形缝隙结构的宽阻抗枝节的宽带缝隙天线，但其较大尺寸阻碍了高性能小型化的阵列设计；传统结构缝隙天线单无法实现良好的阵列效果，有些小型化的缝隙天线阵列则因过近的阵元相互耦合造成增益较低，有些具有较好增益的缝隙天线阵列则工作带宽较窄，无法适应宽带要求。因此，如何设计一种高增益的共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线成为当务之急。

发明内容

本发明的目的在于设计一种共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线，以解决现有的毫米波天线增益低的问题。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：

一种共面波导馈电的毫米波双裂环缝隙天线，包括：天线单元(10)；所述的天线单元(10)包括：共面波导结构、第一环形辐射缝隙(106)、第二环形辐射缝隙(107)、第一金属地板(108)、第二金属地板(109)；所述的共面波导结构包括：第一圆形金属片(101)、第二圆形金属片(102)、第一矩形微带线(103)、第二矩形微带线(104)、第三矩形微带线(105)；

所述的第一矩形微带线(103)是沿着y轴刻蚀出来的微带线，第一矩形微带线(103)的上、下两端分别作为天线单元(10)的两个馈电端口，两个馈电端口输入等幅反相的激励；

所述的第一圆形金属片(101)与第一金属地板(108)之间刻蚀出第一环形辐射缝隙(106)，所述的第二圆形金属片(102)与第二金属地板(109)之间刻蚀出第二环形辐射缝隙(107)；

所述的第二矩形微带线(104)的一端与第一矩形微带线(103)连接，第二矩形微带线(104)的另一端与第一圆形金属片(101)连接；第三矩形微带线(105)的一端与第一矩形微带线(103)连接，第三矩形微带线(105)的另一端与第二圆形金属片(102)连接；

第一圆形金属片(101)、第二矩形微带线(104)与第二圆形金属片(102)、第三矩形微带线(105)关于第一矩形微带线(103)的y轴方向的中心线左右轴对称；同时，第一圆形金属片(101)、第二圆形金属片(102)、第一矩形微带线(103)、第二矩形微带线(104)、第三矩形微带线(105)关于第一圆形金属片(101)的圆心、第二圆形金属片(102)的圆心的连线上下轴对称。