[发明专利]一种基于模式复合单脊波导的双极化漏波天线

说明书

本发明公开了一种基于模式复合单脊波导的双极化漏波天线，包括模式复合单脊波导、基于基片集成波导TE₁₀模式的横缝周期漏波天线、基于基片集成单脊波导TE₂₀模式的纵缝周期漏波天线、基片集成波导馈电网络、基片集成单脊波导馈电网络、微带线导体和介质基板。本发明可用于微波毫米波多频通信系统中，其优点是结构复合、小型化、轻量化、易集成，而且其具有超低交叉极化和低剖面的特性。

技术领域

本发明属于微波毫米波天线技术领域，涉及一种双极化漏波天线。

背景技术

漏波天线是现代通信以及雷达系统中常用的一种天线形式，因其具有高增益以及波束随频率变化扫描等特点，特别适用于高分辨雷达以及点对点卫星通信系统中。只是，随着现代通信以及雷达系统的快速发展，微波毫米波天线的电性能要求越来越高，同时还向着小型化、轻量化、集成化、低成本化的方向发展，因此，漏波天线的改进设计仍是科学界以及工业界的一大热点。

为实现漏波天线的双极化进而扩大通信系统的容量，Takayoshi SASAKI等人公开了一种使用接地共面传输线的双极化左手漏波天线(T.SASAKI,K.SATO,I.OSHIMA,N.MICHISHITA and K.CHO,Dual-Polarized Left Handed Leaky Wave Antenna UsingGrounded Coplanar Transmission Line,2018International Symposium on Antennasand Propagation(ISAP),Busan,Korea(South),2018,pp.1-2.)，通过加载特定的左手结构，实现了漏波天线各个部分馈电相位的改变进而形成双极化。只是该漏波天线存在结构复杂、加工成本高、使用频率较低等缺点。张庆乐等人公开了一种基于缝隙基片集成波导的双频双极化漏波天线(Q.Zhang,Q.Zhang,H.Liu and C.H.Chan,Dual-Band and Dual-Polarized Leaky-Wave Antenna Based on Slotted SIW,in IEEE Antennas andWireless Propagation Letters,vol.18,no.3,pp.507-511,March 2019.)，通过在基片集成波导的顶面上加载横向周期缝隙和底部加载周期圆形缝隙，实现天线的双极化双频带特性。只是电磁波在两种缝隙之间相互串扰导致交叉极化特性较差、增益降低。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术存在的不足，提供一种基于模式复合单脊波导的双极化漏波天线，在实现天线双极化的前提下，同时实现其复合结构的集成化、轻量化和低交叉极化特性。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：一种基于模式复合单脊波导的双极化漏波天线，包括模式复合单脊波导、基于基片集成波导TE₁₀模式的横缝周期漏波天线、基于基片集成单脊波导TE₂₀模式的纵缝周期漏波天线、基片集成波导馈电网络、基片集成单脊波导馈电网络、微带线导体和介质基板，所述模式复合单脊波导由基片集成波导和基片集成单脊波导组成，基片集成波导位于基片集成单脊波导的脊部部位；所述基片集成波导用于连接基片集成波导馈电网络和基于基片集成波导TE₁₀模式的横缝周期漏波天线；所述基片集成单脊波导用于连接基片集成单脊波导馈电网络和基于基片集成单脊波导TE₂₀模式的纵缝周期漏波天线。

进一步的，所述基于基片集成波导TE₁₀模式的横缝周期漏波天线由周期性横缝刻蚀于基片集成波导上表面组成；所述基于基片集成单脊波导TE₂₀模式的纵缝周期漏波天线由周期性纵缝刻蚀于基片集成单脊波导两侧的上表面组成；周期性横缝和周期性纵缝的尺寸根据工作频率进行调节。

进一步的，所述基片集成波导馈电网络由微带线导体、微带线地板和介质基板组成；所述基片集成单脊波导馈电网络由微带线导体、开缝隙槽地板和介质基板组成，金属通孔对进行阻抗匹配。