基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线制造技术

本发明专利技术提出一种基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，所述毫米波宽带喇叭阵列天线由自上而下紧密贴合的天线上板及天线下板组成，所述天线上板的内表面作为第一内表面，所述第一内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的辐射层，所述天线下板的内表面作为第二内表面，所述第二内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的馈电网络层。本发明专利技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，电磁波信号在天线下板的馈电端口处馈入，进一步通过垂直传输结构进入过渡结构和馈电网络层，并通过功分器网络将电磁波能量均匀分布分配，本发明专利技术的毫米波宽带喇叭阵列天线通过优化馈电网络，提供一种高增益、高效率、便于产业推广的宽带喇叭阵列天线。产业推广的宽带喇叭阵列天线。产业推广的宽带喇叭阵列天线。

【技术实现步骤摘要】
基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线


[0001]本专利技术属于通信领域，具体涉及一种基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线。

技术介绍

[0002]在无线通信领域中，微带和基板集成波导结构由于低成本、易于制造和集成，已被广泛应用于设计圆极化、线极化天线，然而在毫米波频段通信领域，微带和基底集成的波导结构则必然会引起高的介质损耗。
[0003]中国专利技术专利申请号2021116055822公开了一种基于间隙波导结构的毫米波宽带低损耗定向耦合器，该技术方案的定向耦合器通过机械加工技术实现，包括三个部分：金属底板，耦合板和金属盖板，金属底板由两个U型金属槽和其周围的方形金属销钉以及间隙波导到标准WR
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28波导的阶梯过渡转换结构构成，虽然该定向耦合器可以部分降低介质损耗，但该定向耦合器只能工作在30GHz的毫米波频段，存在较大的局限性。
[0004]如何设计一种基于脊间隙波导技术的适用于毫米波宽带喇叭阵列天线的天线结构，降低阵列天线庞大的馈电网络所带来的介质损耗，成为业界探讨的一个重要课题。

技术实现思路

[0005]目前已有的间隙波导技术（Gap Waveguide，GWG）继承了微带和基板集成波导（Substrate Integrated Waveguide，SIW）的成本低、易加工和集成的技术，同时消除了介质损耗，极大的降低了阵列天线庞大的馈电网络所引起的传输损耗，同时，脊间隙波导由于其波导间隙的存在，给装配、加工和电镀等环节带来了很多便利。
[0006]针对现有技术存在的问题，本专利技术提出一种基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，技术方案如下：一种基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，所述毫米波宽带喇叭阵列天线由自上而下紧密贴合的天线上板及天线下板组成，所述天线上板的内表面作为第一内表面，所述第一内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的辐射层，所述天线下板的内表面作为第二内表面，所述第二内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的馈电网络层。
[0007]进一步的，所述第一内表面由8
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8的辐射单元组成。
[0008]进一步的，所述毫米波宽带喇叭阵列天线的工作频率是69GHz到88GHz。
[0009]进一步的，所述天线下板进一步设置馈电端口，所述馈电端口的周围设置规律性排布的突起。
[0010]进一步的，所述天线上板由规律性排布的喇叭组成，所述喇叭的宽开口朝向天线上板的外侧。
[0011]进一步的，所述喇叭采用隔板区隔为两个辐射单元，用以发射和接受电磁波能量，所述辐射单元规律性排布为均匀阵列，所述辐射单元的长度和宽度均小于一个自由空间波长。
[0012]进一步的，所述辐射单元的背面设置耦合腔和耦合槽，所述耦合腔、耦合槽与喇叭的阻抗相匹配。
[0013]进一步的，所述第二内表面通过T形功分器和脊波导构成宽带喇叭阵列天线的馈电网络层。
[0014]进一步的，所述第二内表面还设置规律性排布的突起，所述突起设置在脊波导的环周，所述突起设置于喇叭的窄开口一侧。
[0015]进一步的，所述T形功分器进一步包括两个子阵，每两个子阵由一个末端呈T形的T形功分器进行馈电。
[0016]进一步的，所述T形功分器的末端与耦合槽之间进一步设置矩形波导和脊间隙波导的过渡结构，所述过渡结构与喇叭共同构成喇叭单元子阵，所述喇叭单元子阵的口径、电场面和磁场面长度均在5.5mm~6.5mm范围内。
[0017]进一步的，所述突起的上表面和下表面的截面形状是矩形、椭圆形、T形、十字形、哑铃形的任一种。
[0018]本专利技术基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，电信号在天线下板的馈电端口处进入，进一步通过垂直传输结构进入阵列天线的底板与馈电层之间的过渡结构，随后进入馈电网络层分配给每一个子阵，子阵通过脊波导与耦合腔之间的转换，以及耦合槽、辐射喇叭、将电磁信号辐射出去。
[0019]本专利技术基于脊间隙波导技术，设计了8
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8的毫米波宽带喇叭阵列天线，通过全并联的馈电网络，提供一种高增益、高效率、便于产业推广的毫米波宽带喇叭阵列天线。
附图说明
[0020]图1：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的结构示意图。
[0021]图2：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的拆解图。
[0022]图3：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的下板拆解图。
[0023]图4：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的仿真与测量反射系数增益图。
[0024]图5a：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线在81GHz在仿真和测量的远场电场面的方向图。
[0025]图5b：本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线在81GHz在仿真和测量的磁场面方向图。
[0026]图示标号说明：毫米波宽带喇叭阵列天线101，天线上板102，天线下板103，第一内表面201，突起202，喇叭203，第二内表面204，T形功分器205，脊波导206，馈电端口 301。
具体实施方式
[0027]下面结合附图详细描述本专利技术的精神和实质，本领域的普通技术人员应该理解，这些实例并不用于限制本专利技术的保护范围，本专利技术旨在覆盖可包括在由所附权利要求限定的本专利技术的精神和范围内的替代、修改和等同物。此外，在本专利技术的以下详细描述中，阐述了许多具体细节以便于提供对本专利技术的透彻理解，然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实施本专利技术。
[0028]请参考图1本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的结构示意图，本专利技术提出一种基于
脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线101，所述毫米波宽带喇叭阵列天线101由自上而下紧密贴合的天线上板102及天线下板103组成，进一步参考请参考图2本专利技术毫米波宽带喇叭阵列天线的拆解图，其中第一内表面201是天线上板102的内表面，所述第一内表面201作为毫米波宽带喇叭阵列天线101的辐射层，所述第一内表面201由8
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8的辐射单元组成，所述天线上板102由规律性排布的喇叭203组成，所述喇叭203的宽开口朝向天线上板102的外侧。
[0029]所述第二内表面204是天线下板103的内表面，所述第二内表面204作为毫米波宽带喇叭阵列天线101的馈电网络层。
[0030]进一步的，所述第二内表面204还设置规律性排布的突起202，所述突起202设置在脊波导206的环周，所述突起202设置于喇叭203的窄开口一侧。
[0031]进一步的，每一个喇叭203采用一个电场面的隔板区隔为两个辐射单元，用以发射和接受电磁波能量，所述辐射单元规律性排布为均匀阵列，所述辐射单元的长度和宽度均小于一个自由空间波长，以实现毫米波宽带喇叭阵列天线远场电场面和磁场面波瓣的最小化，每一喇叭组成的辐射单元的背面均为一个耦合腔和耦合槽，所述耦合腔、耦合槽与喇叭203的阻抗相匹配。
[0032]进一步的，每一个耦合腔、每一个耦合槽及同辐射层的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于脊间隙波导技术的毫米波宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述毫米波宽带喇叭阵列天线由自上而下紧密贴合的天线上板及天线下板组成，所述天线上板的内表面作为第一内表面，所述第一内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的辐射层，所述天线下板的内表面作为第二内表面，所述第二内表面作为毫米波宽带喇叭阵列天线的馈电网络层。2.如权利要求1所述的毫米波宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述第一内表面由8
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8的辐射单元组成。3.如权利要求1所述的毫米波宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述毫米波宽带喇叭阵列天线的工作频率是69GHz到88GHz。4.如权利要求1所述的毫米波宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述天线下板进一步设置馈电端口，所述馈电端口的环周设置规律性排布的突起。5.如权利要求1所述的宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述天线上板由规律性排布的喇叭组成，所述喇叭的宽开口朝向天线上板的外侧。6.如权利要求5所述的毫米波宽带喇叭阵列天线，其特征在于，所述喇叭采用隔板区隔为两个辐射单元，用以发射和接受电磁波能量，所述辐射单元规律性排布为均匀阵列，所述辐射单元的长度和宽度均小...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈国胜，蒋溱，赵宗胜，李瑞兵，
申请(专利权)人：盛纬伦深圳通信技术有限公司，
类型：发明
国别省市：