[发明专利]波导天线结构及方法

说明书

本发明涉及波导天线结构及方法。所述结构包括发射单元、波导腔体单元、射频地单元，所述发射单元包括铜片，该铜片上具有发射缝隙；所述波导腔体单元包括在高频PCB材料上挖出的通透的凹槽和输入微带线，所述通透的凹槽具有电镀的金属层，并连接输入微带线；所述输入微带线所在表面为所述波导腔体单元的第一表面，与所述波导腔体单元第一表面相对的表面为所述波导腔体单元的第二表面；所述射频地单元包括铜皮；所述发射单元贴在所述波导腔体单元的第一表面，所述射频地单元贴在所述波导腔体单元的第二表面。通过以上设计，本发明提高了天线的带宽和发射效率。

技术领域

本发明涉及波导天线结构及方法，尤其涉及提高天线发射效率的波导天线结构及方法。

背景技术

雷达已广泛应用于各种探测中，基本任务是探测目标，测定目标的距离、方向、角度等状态参数，雷达包括天线、发射机、接收机，发射机产生足够的电磁能量经过收发转换开关传送给天线，天线将这些电磁能量辐射至大气中，集中在一个很窄的方向上形成波束，向前传播，电磁波遇到波束内的目标后，将沿着各个方向产生反射，其中的一部分电磁能量反射回雷达的方向，被雷达天线获取，天线获取的能量经过收发转换开关送到接收机，放大处理后形成雷达的回波信号。

雷达测量的准确性和天线的性能直接相关，要提高雷达分辨率，必须增加雷达系统的天线的发射效率和带宽。

在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地极，一面用光刻腐蚀等方法制成一定形状的金属贴片，再利用微带线或同轴探针对贴片馈电可以构成微带天线。传统的微带天线结构如图1所示，其包括导体贴片101、介质基片102、接地板103和微带馈线104。

贴片尺寸为W×L，微带贴片可看作宽W长L的一段微带传输线，一般取L＝λ/2，λ为微带线的波长。

由于传统的微带天线具有上述结构，高频电信号在微带线上传输时带来损耗，包括介质损耗和导体损耗，主要是导体损耗，这样导致一个天线阵列中，离输入端距离远的天线单元的发射效率低，而且，微带天线的工作频带宽度太窄，使得天线存在带宽有限、发射效率低等问题。

鉴于此，在实际应用中，如何在低加工成本，即可由一般PCB(Printed CircuitBoard)工艺加工实现的情况下，得到大带宽、高发射效率的天线变得非常重要。

发明内容

本发明提出一种利用PCB板材厚度，形成波导腔体，通过电磁场耦合的方式完成电信号的电磁转换，避免了采用微带天线时，高频信号在PCB上传输的损耗，从而增大了天线效率，同时提高了天线的可利用带宽。

本发明所提供的波导天线结构，包括发射单元、波导腔体单元、射频地单元；

所述发射单元包括铜片，该铜片上具有发射缝隙；

所述波导腔体单元包括在高频PCB材料上挖出的通透的凹槽和输入微带线，所述通透的凹槽具有电镀的金属层，并连接输入微带线；

所述输入微带线所在表面为所述波导腔体单元的第一表面，与所述波导腔体单元第一表面相对的表面为所述波导腔体单元的第二表面；

所述射频地单元包括铜皮；

所述发射单元贴在所述波导腔体单元的第一表面，所述射频地单元贴在所述波导腔体单元的第二表面。

进一步地，所述波导腔体单元上的通透的凹槽为矩形，矩形两个长边和一个短边对应的表面具有电镀的金属层，另外一个短边连接所述输入微带线。

更进一步地，所述发射单元的铜片为矩形，铜片的大小与所述波导腔体单元的矩形通透的凹槽的大小相匹配。

进一步地，所述发射缝隙为窄缝形通孔。

更进一步地，所述射频地单元的铜皮为一整块。