一种X波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线

专利2026-03-06  6


本发明涉及高分辨率雷达和卫星通信领域,更具体地,涉及一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线。


背景技术:

1、天线用于电磁波信号的接收和发送,在移动通信和雷达等领域有着极为重要的作用。漏波天线具有波束随频率扫描的固有特性,对于点对点通信,这通常是一个缺点,但对于扫描应用,如微波辐射计来说这是一个极大的优点。在实际的通信系统中,天线不仅要具有小型化等特点,还要在面对复杂的地理环境以及恶劣的条件下,能够保持通信的稳定。天线增益的稳定性直接影响到信号传输的稳定性,增益不稳定的天线表现在不同工作频带上工作功率的不稳定,直接导致信号数据传输和接收的不稳定。如低功率会造成后端器件无法工作在线性区,高功率会导致射频链路阻塞等问题。因此,有必要设计一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线。

2、基片集成波导漏波天线是行波天线,在基片集成波导结构上传播的电磁波为快波,具有波束随频率扫描的固有特性,且具有低剖面、易馈电和易集成等优点,在制作天线过程中有着极大的便利性。均匀型漏波天线辐射范围只能在前向工作,难以满足无线通信和雷达等领域的需求,周期型漏波天线具备上述领域的要求,能够实现天线从后向至前向的辐射,具有更大的辐射范围。但周期型漏波天线也存在缺点,其辐射过程中会出现开阻带现象,导致增益在边射方向急剧衰减,整体增益呈现较大波动的现象,不利于天线的连续性辐射。


技术实现思路

1、为解决上述提出的天线辐射范围小以及增益不稳定的问题,本发明提出一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其可实现较大辐射范围以及辐射增益的稳定。

2、本发明解决其问题所采用的技术方案是:

3、本发明提供了一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线。该天线结构包括介质板、天线辐射槽、金属传输带、馈电口、馈电接头、金属过孔、金属上表面和金属地板。所述天线辐射槽由沿y方向周期排列的单元辐射槽构成,单元辐射槽为两个火箭形辐射槽沿x方向翻转交错排列构成。所述天线辐射槽设置于所述介质板的上表面,所述金属地板设置于介质板的下表面。所述馈电接头位于金属地板两侧中心处。所述馈电接头包括中心馈电探针和外导体,中心馈电探针与设置在金属传输带上的馈电口连接,外导体与金属地板相连接。

4、优选的,所述介质板的介质为固体介质。

5、优选的,所述介质板为长方体。

6、优选的,所述金属地板、金属传输带为平面结构,且紧贴介质板。

7、优选的,所述火箭形辐射槽上半部分为等腰直角三角形结构,下半部分由两个相平行的矩形构成,其中矩形位于等腰直角三角形两侧边缘,且垂直于等腰直角三角形的底边。

8、优选的,所述火箭形辐射槽翻转交错相堆叠排列。

9、本发明的有益效果是:

10、本发明提供翻转交错排列的火箭形辐射槽结构的周期型漏波天线,其结构简单,易于加工。本发明在单元周期结构中引入一对相同火箭形辐射槽,之后对火箭形辐射槽尺寸、位置进行调整,并且进行阻抗匹配,在x波段消除开阻带实现增益稳定大角度连续辐射的效果,满足移动通信和雷达等领域的要求,为微波辐射辐射计天线的设计提供了可行技术方案。



技术特征:

1.一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其特征在于:包括介质板(1)、金属传输带(2)、天线辐射槽、金属过孔(4)、金属上表面(5)、金属地板(7)、馈电口(6)和馈电接头;天线辐射槽由沿y方向周期排列的单元辐射槽(3)构成,单元辐射槽(3)由两个翻转交错排列的火箭形辐射槽构成;天线辐射槽与金属地板(7)分别紧密贴合在介质板(1)的两侧;所述馈电接头包括外导体(8)和中心馈电探针(9),外导体(8)与金属地板(7)连接,中心馈电探针(9)与设置在金属传输带(2)上的馈电口(6)连接。

2.根据权利要求1所述的一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其特征在于:所述介质板(1)内部的介质为固体介质。

3.根据权利要求1所述的一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其特征在于:所述单元辐射槽(3)为两个火箭形辐射槽沿x方向翻转交错排列构成,火箭形辐射槽上半部分为等腰直角三角形结构,下半部分由两个相互平行的矩形构成,其位于等腰直角三角形两侧边缘,且垂直于等腰直角三角形的底边。

4.根据权利要求1所述的一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其特征在于:所述单元辐射槽(3)中的两个火箭形辐射槽的顶点x方向相距13.5mm,y方向相距4mm。

5.根据权利要求1所述的一种x波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线,其特征在于:天线辐射槽由沿y方向周期排列的单元辐射槽(3)构成,且周期数为7。


技术总结
本发明提供了一种X波段增益稳定的基片集成波导周期型漏波天线。该天线结构包括介质板、金属传输带、天线辐射槽、馈电口、馈电接头、金属过孔、金属上表面和金属地板。天线辐射槽由沿Y方向周期排列的单元辐射槽构成,单元辐射槽由两个翻转交错堆叠排列的火箭形辐射槽构成。天线辐射槽与金属地板分别设置于所述介质板的上、下表面。馈电接头包括中心馈电探针和外导体,中心馈电探针和外导体分别与金属传输带、金属地板相连接。该天线为周期型漏波天线,实现了波束辐射增益的稳定和广覆盖,该天线采用基片集成波导结构作为微波传输结构,结构简单、易于制造,在无线通信、雷达系统、以及卫星导航等军民用场景中有着广泛的应用前景。

技术研发人员:张超群,罗吉,刘云
受保护的技术使用者:南昌大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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