[实用新型]基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线

说明书

本实用新型公开了一种基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线，通过以所述上层介质基板和所述下层介质基板为基本载体，贴合所述第一金属层、所述第二金属层和所述第三金属层，并在所述下层介质基板上设置所述SIW谐振腔，且在所述SIW谐振腔的上表面开设耦合缝隙，所述SIW腔体的下表面具有背地共面波导馈电，以过渡带连接所述SIW谐振腔和所述背地共面波导完成天线设计，具有缝隙天线低剖面、易集成和易加工的优点，更实现了低损耗、高效率、高功率容量、较高增益和超宽的工作频带的功能。解决了现有技术中的贴片天线在毫米波段采用传统平面传输线作为馈电时出现的频带窄，损耗大的技术问题。

技术领域

本实用新型涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线。

背景技术

基片集成波导(substrate integrated waveguide,SIW)，是一类慢波型毫米波电子器件，它的电磁波传输特性类似于传统的矩形波导。因为在介质基板上下的金属面可看作相应传统矩形金属波导的上下波导壁，两排金属化通孔构成了矩形波导两个金属侧壁。当金属通孔间隔合适时，传导的电磁波能量绝大多数会被限制在金属通孔之间的介质中传播。基片集成波导平面传输线不仅具有传统矩形波导的损耗小、功率容量大、效率高的优点，还具有传统平面传输线低剖面、易集成、易加工的优点。

缝隙天线是在导体面上开缝切割表面电流从而向外辐射电磁能量而形成的天线，也称为开槽天线。通常可分为两种类型，一种是在平面金属板上开缝形成的平面缝隙天线，一种是在波导壁或腔体壁上开缝而形成的波导缝隙天线。缝隙的形状通常为长条形，长度约为半个波长。缝隙天线最大的特点是低剖面。

贴片天线是覆在介质板上的各种形状的贴片通过合适的馈电方式激励而形成的天线，典型的有微带贴片天线，还可采用同轴馈电，口径耦合馈电等。具有重量轻、体积小、低剖面、易加工的优点，它的缺点是频带窄，损耗较大，增益较低，可能存在表面波扰乱天线辐射，尤其在毫米波段，相应问题更为突出。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线，旨在解决现有技术中的贴片天线在毫米波段采用传统平面传输线作为馈电时出现的频带窄，损耗大的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的一种基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线，包括上层介质基板、下层介质基板、第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层、所述上层介质基板、所述第二金属层、所述下层介质基板和所述第三金属层从上至下依次设置；

所述第一金属层为对称设置的矩形贴片阵列，所述矩形贴片阵列包括中心贴片组、第一附属贴片组和第二附属贴片组，共由14片贴片构成，所述中心贴片组包括6片贴片，6片所述贴片呈2×3阵列排布，所述第一附属贴片组设置在所述中心贴片组的两侧，所述第二附属贴片组设置在所述第一附属贴片组远离所述中心贴片组的侧方。

其中，相邻所述贴片长边之间的间隔距离相同，所述第一附属贴片组和所述第二附属贴片组中贴片的宽度相同，并小于所述中心贴片组贴片的宽度。

其中，所述上层介质基板与所述下层介质基板的宽度相同，所述上层介质基板的厚度小于所述下层介质基板的厚度，且所述上层介质基板的长度小于所述下层介质基板的长度。

其中，所述下层介质基板开设有若干个通孔，所述通孔在所述下层介质基板上圈出一个开路的类梯形区域，形成SIW谐振腔。

其中，所述SIW谐振腔的上表面设置有耦合缝隙，所述耦合缝隙呈长条形状，所述耦合缝隙靠近且平行于所述SIW谐振腔的短路长边。

其中，所述基于基片集成波导馈电的毫米波段超宽带贴片天线还包括背地共面波导，所述背地共面波导与所述SIW谐振腔固定连接，并位于所述SIW谐振腔的下表面，所述背地共面波导的一端延伸至所述下层介质基板的边缘。