[发明专利]一种齿轮型缝隙BTISGW漏波天线阵列

说明书

本发明公开了一种齿轮型缝隙BTISGW漏波天线阵列，包括电磁带隙结构阵列，所述电磁带隙结构阵列的上方设置有天线发射结构；所述天线发射结构包括上层介质板，所述上层介质板的下表面设置有弯曲终端负载，所述上层介质板的上表面设置有第一敷铜层；所述第一敷铜层上开有若干缝隙单元，所述缝隙单元用于向空间外辐射电磁波。弯曲终端负载用于吸收多余的电磁能量。通过设置本装置，能大大缩小天线的尺寸，提高电磁屏蔽性能，提高天线效率；提高天线的带宽，可实现前向象限的空间波束扫描；通过设置弯曲终端负载用于吸收少量的反射能量，能提高增益和辐射效率。

技术领域

本发明涉及无线通信天线领域，特别是涉及一种齿轮型缝隙BTISGW漏波天线阵列。

背景技术

5G时代的到来使各类移动终端对无线信号的覆盖范围和传输速率的要求越来越高，并且频谱资源越来越珍贵。单个天线大大限制了天线的传输速率，增益，而且没有使频谱资源得到充分的利用，还不能满足人们对高速率传输的需求，而天线阵列技术能够大大改善上述的情况，不仅能够加强和改善单个天线的辐射场和方向性，还能够提高天线增益和辐射场的强度，使频谱资源发挥最大的价值。漏波天线具有结构简单，加工成本低等优点，结合天线阵列技术成为漏波天线阵列，该天线阵列不仅能够有效的提高单个天线的增益，还能够提高辐射效率和改善天线的方向性。更重要的是，弯曲终端漏波天线阵列在尺寸上更小，更易于加工且成本更低。弯曲终端漏波天线阵列不仅能够保持和传统漏波天线阵列一样的性能包括有效的增加无线信号的覆盖范围、提高频率空间的复用率，还能够减少尺寸，降低加工成本，在通信技术发达的现代社会中有着广泛的研究潜力。

近年来，集成基片间隙波导(ISGW)技术被提出，该波导技术是基于多层PCB介质板来实现。起初的ISGW由两层PCB介质板构成，上层PCB介质板的上表面敷一层铜用以构成理想电导体(PEC)，下层PCB介质板上印刷有微带线，微带线上带有一系列金属化过孔与下方金属地相连形成一种类似脊的结构，微带线两侧是周期性的蘑菇结构以形成理想磁导体(PMC)，这种ISGW结构称作为脊ISGW。由于PEC与PMC间形成EBG，电磁波(准TEM波)只能沿着微带线传播。但是，由于脊ISGW中微带线与蘑菇结构处于同一层PCB板上，所以其微带线会受到蘑菇结构的制约而不能灵活的布局走线，在实际应用中存在局限性。

集成基片间隙波导(ISGW)后来改进为由三层PCB介质板构成。上层PCB介质板的上表面覆一层铜用以形成理想电导体(PEC)，下表面则印刷一条微带线用以传输电磁能量，底层PCB介质板上全部印制蘑菇状周期结构以构成理想磁导体(PMC)，在上层和底层介质板间插入一块空白介质板(中间层介质板)来隔开上层和底层介质板。由于有中间层介质板的隔断，微带线可以更加灵活的布局，不必担心受到周期结构制约。当这种集成基片间隙波导(ISGW)工作时，准TEM波会沿着微带线在微带线与PEC之间的介质基板内传播，这种工作模式和介质埋藏的微带线十分类似。同样地，PEC与PMC之间会产生EBG以阻止电磁波向其他方向上的传播或“泄漏”，以保证准TEM波只沿着微带线传输。

现有的基于PCB技术设计的漏波天线阵列具有结构复杂、尺寸大、成本高、电磁屏蔽性能不强的问题。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种齿轮型缝隙BTISGW漏波天线阵列，本发明通过设置齿轮形的缝隙辐射电磁信号，采用三层PCB介质板结构的集成基片间隙波导ISGW技术设计弯曲终端漏波天线阵列，解决现有的基于PCB技术设计的漏波天线阵列结构复杂、尺寸大、成本高、电磁屏蔽性能不强的问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种齿轮型缝隙BTISGW漏波天线阵列，包括电磁带隙结构阵列，所述电磁带隙结构阵列的上方设置有天线发射结构；所述天线发射结构包括上层介质板，所述上层介质板的下表面设置有弯曲终端负载，所述上层介质板的上表面设置有第一敷铜层；所述第一敷铜层上开有若干缝隙单元，所述缝隙单元用于向空间外辐射电磁波。弯曲终端负载用于吸收由于反射产生的少量的电磁能量。