[发明专利]一种喇叭天线及其制备方法

说明书

本发明公开了一种喇叭天线，包括依次层叠设置的馈电介质层、主体介质层和覆盖介质层，相邻介质层间的接触面设有金属箔；馈电介质层上设置有馈电结构；主体介质层包括：具有空腔的介质部，以及具有开槽结构的介质负载，介质负载设置在介质部的端部，空腔的内壁镀有金属箔。上述喇叭天线的制备方法，包括：对介质部进行切割处理，使介质部形成空腔；对空腔的内壁进行金属化处理，使内壁镀有金属箔；在介质部的端部进行延长处理，形成主体介质层的介质负载；对介质负载进行切割处理，使介质负载具有开槽结构；在将具有馈电结构的馈电介质层、主体介质层以及覆盖介质层自下而上依次层叠之前，于相邻介质层的接触面进行金属化处理。

技术领域

本发明涉及无线通信天线技术领域，特别是指一种喇叭天线及其制备方法。

背景技术

近年来随着高性能的智能手机、平板电脑、笔记本电脑的层出不穷，另外大数据、云计算的兴起，人类对信息需求的不断扩大，超清视频、3D影视、VR(虚拟现实)等等都需要大量的数据传输，有限的频谱资源变得越来越拥挤，为实现高速的信息传输就需要高带宽的通信技术，相对于较低频率的微波通信，毫米波/太赫兹具有相对带宽小，易于实现高带宽的特点，毫米波/太赫兹通信越来越受到人们的重视，通信系统正快速迈向毫米波/太赫兹频段。相对于微波通信还具有高空间分辨率、高方向性、较好的物质灵敏性等特点，相对于红外具有散射小、透射性强、安全性高、光谱分辨性好等优势。有人称毫米波/太赫兹通信是通信发展的必然趋势,是继微波和光通信又一重要通信频段，被誉为新一代无线革命。然而毫米波/太赫兹系统面临研发、制造成本高，链路衰减大等挑战。天线作为信息传递的窗口，其性能好坏决定着通信质量的高低。为应对上述挑战，毫米波/太赫兹通信系统迫切需求低成本、高增益、高带宽的天线。

对于天线的设计高介电常数的材料会降低天线的辐射效率，毫米波/太赫兹频段介质损耗也会随频率升高大幅增大。因此，人们在设计天线时通常采用低介电常数、低损耗的材料以提高天线性能，低介电常数的材料可以减小表面波损耗，而低损耗的材料可以有效提高天线的增益。但是由于材料工艺的限制，材料的介电常数不可能无限小，介质损耗也无法做到零。而低介电常数、低介质损耗的材料往往价格昂贵，这就造成了天线成本的升高。

喇叭天线是面天线，波导管终端渐变张开的圆形或矩形截面的微波天线，是使用最广泛的一类微波天线。传输TE10模式的波导，其宽边所在的面为H面，窄边所在的面为E面。H面喇叭天线是通过扩展波导H面形成的一种天线形式，其在E面具有较宽的波束，而在H面具有较窄的波束。H面喇叭天线是通过扩展波导H的面形成的一种天线形式，其在E面具有较宽的波束，而在H面具有较窄的波束。H面喇叭天线具有端射和高集成度等优势被广泛应用，然而相对于传统的角锥喇叭天线它的带宽较窄，增益较低，限制了系统性能。基片集成波导Substrate integrated waveguide(SIW)是一种新的微波传输线形式，其利用金属通孔在介质基片上实现波导的场传播模式，在毫米波频段基片集成波导的结构逐渐被广泛采用。在目前相关文献报道中，人们利用SIW结构实现H面喇叭天线。虽然，相对于微带线SIW具有低损耗的优势，然而在毫米波频段这种损耗仍然较大，因此降低了天线的增益。此外由于H面喇叭天线在E面尺寸较小，造成了在天线辐射末端与空气的严重失配，带宽性能较差。

因此，亟需一种新型的喇叭天线，使H面喇叭天线具有低介质损耗以及优良的增益和带宽性能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种具有低介质损耗以及宽带宽和高增益的喇叭天线及其制备方法。

基于上述目的本发明提供的喇叭天线，包括依次层叠设置的馈电介质层、主体介质层和覆盖介质层，相邻介质层间的接触面设有金属箔；

其中，所述馈电介质层上设置有馈电结构；

所述主体介质层包括：具有空腔的介质部，以及具有开槽结构的介质负载，所述介质负载设置在所述介质部的端部，所述空腔的内壁镀有金属箔。