单层端射圆极化基片集成波导喇叭天线制造技术

描述了一种端射圆极化(circularly polarized，CP)基片集成波导(substrate integrated waveguide，SIW)喇叭天线及其制造。所述天线包括输入部，用于从源接收射频(radio frequency，RF)波；以及从所述输入部延伸出的体，用于从所述输入部接收所述RF波，所述体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元被配置用于在远场中辐射圆极化波(CP)，其中所述多个辐射单元的开口沿平面电介质基片的边缘放置，并且其中所述喇叭天线为平面形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】单层端射圆极化基片集成波导喇叭天线相关申请本申请涉及2016年10月28日提交的、申请号为62/414,433、名称为“平面端射圆极化基片集成波导喇叭天线”的美国临时申请，并且涉及2017年6月19日提交的、申请号为15/627,158、名称为“单层端射圆极化基片集成波导喇叭天线”的美国专利申请，其通过引用被并入本文。
本专利技术涉及天线，尤其涉及单层端射圆极化基片集成波导喇叭天线。
技术介绍
三维喇叭天线通常用于多种应用，例如通信系统、雷达、成像以及射电天文学。在这些应用中，喇叭天线既可用作独立天线，也可作为与其关联的反射器天线的馈线。三维喇叭天线通常笨重昂贵，并且难以与系统或设备的其它组件集成。圆极化(Circularlypolarized，CP)天线通常用于卫星和移动通信系统。相较于线性极化天线，CP天线具有某些优点。例如，CP天线对天线轴向旋转较不敏感并且具有较少的延迟扩展。平面CP天线通常是宽边结构。同样，大多数CP天线具有复杂的馈电网络以及多层基片拓扑，这增加了天线的总体成本以及尺寸。
技术实现思路
本公开描述了一种在基片层上的单层端射CP基片集成波导喇叭天线，在一些配置中，可以减小天线的整体尺寸和集成天线的成本。在示例性实施例中，天线包括多个辐射单元，用于在远场生成CP波。喇叭天线集成在基片层中并且基本是平面的。由于喇叭天线基本为平面形式，这使得喇叭天线能够集成到涉及基片集成电路(substrateintegratedcircuit，SIC)的应用中。同样，喇叭天线的辐射单元的数量是可扩展的，以实现潜在的更高增益。根据一方面，提供了一种端射圆极化(circularlypolarized，CP)基片集成波导(substrateintegratedwaveguide，SIW)喇叭天线，其包括输入部，用于从源接收射频(radiofrequency，RF)波；以及从所述输入部延伸出的体，用于从所述输入部接收所述RF波，所述体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元被配置用于在远场中辐射CP波，其中所述多个辐射单元的开口沿平面电介质基片的边缘放置，并且其中所述喇叭天线为平面形式。根据一方面，提供了一种端射圆极化(circularlypolarized，CP)基片集成波导(substrateintegratedwaveguide，SIW)喇叭天线，其包括输入部，用于从源接收射频(radiofrequency，RF)波；以及从所述输入部延伸出并且包括多个辐射单元的体，所述多个辐射单元用于从所述输入部接收所述RF波并且从各辐射单元开口辐射相应的RF波，所述多个辐射单元包括用于辐射第一线极化波的第一辐射单元以及用于辐射第二线极化波的第二辐射单元，其中在第一和第二辐射单元各自的辐射单元开口处，第一线极化波和第二线极化波具有基本相同的幅度，基本90°的相位差以及极化方向基本+/-90°的差异，其中所述输入部和所述体由平面电介质基片形成，所述平面电介质基片在其相对侧涂覆有平面导电层，两个导电侧壁电连接所述平面导电层，并且其中所述辐射单元开口沿所述基片的边缘放置。根据另一方面，提供了一种端射圆极化(circularlypolarized，CP)基片集成波导(substrateintegratedwaveguide，SIW)喇叭天线，其包括输入部，用于从源接收射频(radiofrequency，RF)波；从所述输入部延伸出并且包括多个辐射单元的体，所述多个辐射单元用于从所述输入部接收RF波并且从各辐射单元开口辐射相应的RF波，所述多个辐射单元包括用于辐射垂直极化波的第一辐射单元和用于辐射水平极化波的第二辐射单元，其中所述垂直极化波和所述水平极化波具有基本相同的幅度，并且其中所述垂直极化波和所述水平极化波具有基本90°的相位差；并且所述输入部和所述体由平面电介质基片形成，所述平面电介质基片在其相对侧涂覆有平面导电层，所述辐射单元开口沿所述基片的边缘放置。可选地，在前述任一方面中，所述多个辐射单元从各辐射单元开口辐射相应的RF波，所述多个辐射单元包括用于辐射第一线极化波的第一辐射单元和用于辐射第二线极化波的第二辐射单元，其中在所述第一和第二辐射单元各自的辐射单元开口处，所述第一线极化波和第二线极化波具有基本相同的幅度，基本90°的相位差以及极化方向基本+/-90°的差异。可选地，在任何前述方面中，所述第一线极化波是垂直极化波。可选地，在任何前述方面中，所述第二线极化波是水平极化波。可选地，在任何前述方面中，所述第一和第二辐射单元中的至少一个是对极线性渐变缝隙天线(antipodallinearlytaperedslotantenna，ALTSA)。可选地，在任何前述方面中，所述第一辐射单元与所述第二辐射单元相邻。可选地，在任何前述方面中，所述输入部和所述体由所述平面电介质基片形成，所述平面电介质基片在其相对侧由平面导电层包围并且两个导电侧壁电连接所述平面导电层。根据一方面，提供了一种在具有正面和背面的基片上制造端射圆极化(circularlypolarized，CP)喇叭天线的方法，所述方法包括用正面导电层覆盖所述基片的所述正面；用背面导电层覆盖所述基片的所述背面；形成用于电连接所述正面导电层和所述背面导电层的导电侧壁；通过切割或蚀刻穿过所述正面导电层、所述基片和所述背面导电层形成多个沟道；以及通过金属化每个所述通道的两个表面形成导电分隔壁，其中所述顶部和底部导电层、所述导电侧壁、所述导电分隔壁和所述基片形成包括多个辐射单元的喇叭天线，其中所述多个辐射单元在远场中辐射圆极化波，并且其中所述喇叭天线为平面形式。根据一方面，提供了一种端射圆极化(circularlypolarized，CP)基片集成波导(substrateintegratedwaveguide，SIW)喇叭天线，其包括输入部，用于从源接收射频(radiofrequency，RF)波；以及从所述输入部延伸出的体，用于从所述输入部接收RF波，所述体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元被配置用于在远场中辐射CP波，其中所述多个辐射单元的开口沿平面电介质基片的边缘放置，并且其中所述喇叭天线为平面形式。可选地，在任何前述方面中，所述多个辐射单元从各辐射单元开口辐射相应的RF波。所述多个辐射单元包括用于辐射第一线极化波的第一辐射单元以及用于辐射第二线极化波的第二辐射单元。在所述第一和第二辐射单元各自的辐射单元开口处，所述第一线极化波和所述第二线极化波具有基本相同的幅度，基本90°的相位差以及极化方向基本+/-90°的差异。可选地，在任何前述方面中，所述第一线极化波是垂直极化波。可选地，在任何前述方面中，所述第二线极化波是水平极化波。可选地，在任何前述方面中，所述辐射单元是副喇叭。可选地，在任何前述方面中，所述第一和第二辐射单元中的至少一个是对极线性渐变缝隙天线(antipodallinearlytaperedslotantenna，ALTSA)。可选地，在任何前述方面中，所述天线还包括电耦合到所述输入部的微带馈送器，并且所述微带馈送器接收并将所述RF波馈送到所述输入部。可选地，在任何前述方面中，所述输入部是SIW直结构。可选地，在任何前述方面中，所述多个辐射单元通过用金本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种端射圆极化CP基片集成波导SIW喇叭天线，包括：输入部，用于从源接收射频RF波；以及从所述输入部延伸出的体，用于从所述输入部接收所述RF波，所述体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元被配置用于在远场中辐射圆极化波CP，其中所述多个辐射单元的开口沿平面电介质基片的边缘放置，并且其中所述喇叭天线为平面形式。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.28 US 62/414,433;2017.06.19 US 15/627,1581.一种端射圆极化CP基片集成波导SIW喇叭天线，包括：输入部，用于从源接收射频RF波；以及从所述输入部延伸出的体，用于从所述输入部接收所述RF波，所述体包括多个辐射单元，所述多个辐射单元被配置用于在远场中辐射圆极化波CP，其中所述多个辐射单元的开口沿平面电介质基片的边缘放置，并且其中所述喇叭天线为平面形式。2.根据权利要求1所述的天线，其中所述多个辐射单元从各辐射单元开口辐射相应的RF波，所述多个辐射单元包括用于辐射第一线极化波的第一辐射单元，以及用于辐射第二线极化波的第二辐射单元，并且其中在所述第一以及第二辐射单元各自的辐射单元开口处，所述第一线极化波以及所述第二线极化波具有基本相同的幅度，基本90°的相位差以及极化方向基本+/-90°的差异。3.根据权利要求2所述的天线，其中所述第一线极化波是垂直极化波。4.根据权利要求2所述的天线，其中所述第二线极化波是水平极化波。5.根据权利要求1至4中任一项所述的天线，其中所述辐射单元是副喇叭。6.根据权利要求2至4中任一项所述的天线，其中所述第一和第二辐射单元中的至少一个是对极线性渐变缝隙天线ALTSA。7.根据权利要求1至6中任一项所述的天线，还包括电耦合到所述输入部的微带馈送器，所述微带馈送器接收所述RF波并将所述RF波馈送到所述输入部。8.根据权利要求1至7中任一项所述的天线，其中所述输入部是SIW直结构。9.根据权利要求1至8中任一项所述的天线，其中所述多个辐射单元通过用金属壁分割所述体形成。10.根据权利要求1至8中任一项所述的天线，其中所述多个辐射单元通过用金属通孔阵列分割所述体形成。11.根据权利要求1至10中任一项所述的天线，其中所述多个辐射单元为奇数个。12.根据权利要求2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴柯，殷弋帆，
申请(专利权)人：华为技术加拿大有限公司，
类型：发明
国别省市：加拿大,CA