[发明专利]基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线

说明书

本发明是一种基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线，由立体渐变微带线馈电结构(1)、SIW传输结构形成的H面喇叭(2)和金属通孔形成的抛物柱面(3)三部分组成，抛物面顶端采用金属通孔方式加载了一块金属横条(4)。加载的金属横条(4)减少由抛物面产生反射的电磁波，从而直接反射回馈源喇叭用于进一步提高阻抗匹配。立体渐变微带线馈电结构(1)由中间单层介质板上下两侧依次以阶梯形式叠加7层单层介质板，形成具有一定厚度的SIW传输结构的阶梯渐变结构。本发明在整个频带内都具有良好的定向辐射特性。本发明为了解决传统抛物面天线体积巨大笨重，难与平面电路相集成的问题，从而扩展了应用范围。

一、技术领域

本发明涉及抛物面天线技术领域，是一种基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线。

二、背景技术

随着移动通信技术的发展，对于天线的各项指标包括带宽增益体积重量提出却来越高的要求，集成化的电子系统也要求天线具有小型化高增益易于集成等特点。SIW技术是一种能够将波导小型化、集成化的技术，此技术自从被提出在天线设计领域得到了广泛的关注。采用这种技术制成的喇叭天线由于剖面低，因而口径较小，无法获得较高增益，因而多数采用组成阵列的方式以提高天线增益，但是天线阵列的馈电网络会增加天线的纵向尺寸。众所周知，抛物面天线是一种比较常见的高增益超宽带天线，由于其抛物面所具有的光学性质，由焦点发出的光线经抛物面反射后的会平行于抛物面的对称轴，电磁场就可以在抛物面天线口面场处产生均匀的相位分布，所以达成了抛物面天线的高增益和超宽带的特点。然而传统的抛物面天线通常体积巨大而且比较笨重，很难与平面电路相集成。本专利采用SIW技术来构造印刷抛物面天线，且采用了立体渐变形式的馈电结构，使得在馈电端口厚度较低，而在波导喇叭端口厚度仍然足够高，有效展宽了工作带宽。

三、发明内容

本发明针对现有技术不足提供了一种基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线，为了解决传统抛物面天线体积巨大笨重，难与平面电路相集成的问题，提供了以下技术方案：

一种基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线，其特征是：所述天线包括立体渐变的微带线馈电结构1、SIW传输结构形成的H面喇叭2和金属通孔形成的抛物柱面3，抛物面顶端利用金属通孔方式加载了一块金属横条4。

优选地，所述基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线印刷在15层介质板的两侧。

优选地，所述15层介质板的介电常数为2.2，长150mm，宽83.3mm，厚度为4mm。

优选地，所述的立体渐变的微带线馈电结构1采用阶梯渐变结构的馈电结构。

优选地，所述的阶梯渐变结构的馈电结构由中间单层介质板和14层单层介质板构成，所述中间单层介质板厚度为0.5mm，在所述中间单层介质板上下两侧依次以阶梯形式叠加7层单层介质板，每层所述单层介质板的厚度为0.25mm的单层介质板，从而构成15层的多层介质板。

优选地，基片集成波导金属通孔的半径S₁＝0.3mm，其相邻两通孔间距d₁＝0.6mm；阶梯渐变结构以及抛物柱面的金属通孔半径为d₂＝0.4mm，其相邻两通孔间距为S₂＝0.8mm。

优选地，所述抛物柱面3的曲线用x²＝4fz表示，其中x是纵轴，z是横轴，f是焦距。

优选地，所述基于SIW技术高增益定向印刷型抛物面天线的口径与焦距比值为2.7，上述口径值为150mm，焦距为55mm。

优选地，阶梯渐变结构部分的轮廓线由x＝K₁y^m+K₂表示，其中m＝9，K₁为-6.709e^-11,K₂为-4.338。