本发明专利技术公开了一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，包括第一金属层、第一金属贴片和第二金属贴片，其中设有空白介质区域、接地共面波导和过渡结构，还包括慢波平行板波导、微带功分器和耦合缝隙。在微波频段，慢波平行板波导可以引导准TEM波的传播，在慢波平行板波导内传播的微波信号会经由第一金属贴片和第二金属贴片辐射。在毫米波频段，慢波平行板波导会呈现出电磁带隙特性。本发明专利技术在微波频段和毫米波频段均具有良好的增益和散射性能，且微波与毫米波通道间之间具有良好的隔离度；本发明专利技术具有简单的结构，可以通过PCB印刷等成熟工艺制作，结构紧凑，制作成本低，有利于5G和更先进通信技术的应用。本发明专利技术广泛应用于天线技术领域。技术领域。技术领域。
【技术实现步骤摘要】
一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线
[0001]本专利技术涉及天线
，尤其是一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线。
技术介绍
[0002]随着无线通信技术的快速发展，用户对移动通信速率和质量的要求越来越高，传统Sub
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6G频段已无法满足这些需求。5G系统和未来更先进的通信系统都引入了毫米波频段，利用毫米波频段丰富的可用频谱资源，可以与Sub
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6G频段一起协同实现高速高质量的无线通信。同时，这一趋势也意味着Sub
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6G和毫米波系统需要在通信设备中共存，这其中也包含了Sub
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6G天线和毫米波天线的共存。为了实现这一目的，近年来研究人员通过设计共口径天线，使微波/毫米波单元实现了融合，显著提高了设备集成度。然而，现有的微波/毫米波双波段共口径天线主要是通过将毫米波单元内嵌到微波单元中实现的。这样的结构往往存在一下问题：(1)双频段单元在物理结构上交叠在一起，导致其在进行阵列布局时容易受到限制；(2)双频段单元集成在一起容易造成微波和毫米波信道间的相互干扰，而现有的设计难以在宽频带内实现干扰抑制。
技术实现思路
[0003]针对目前的天线技术中，微波/毫米波双波段共口径天线的物理结构交叠、存在信道间干扰等技术问题，本专利技术的目的在于提供一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线。
[0004]本专利技术实施例中的基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板的下表面与第二介质基板的上表面相对；
[0005]所述第一介质基板的上表面设有第一金属层、第一金属贴片和第二金属贴片，所述第一金属层沿着所述第一介质基板的长度方向延伸，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片将所述第一金属层分隔为若干部分，所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片分别设有若干个空白介质区域，各所述空白介质区域沿着所述第一金属层的延伸方向排列，所述第一金属层的一端设有第一接地共面波导，所述第一金属层的另一端设有第二接地共面波导；所述第一金属层中，在所述第一接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第一过渡结构，在所述第二接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第二过渡结构；
[0006]所述第一介质基板的下表面设有第一微带线、第二微带线以及结构阵列；所述结构阵列与所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的一部分形成慢波平行板波导；所述第一微带线与所述结构阵列的一侧连接，所述第二微带线与所述结构阵列的另一侧连接，所述第一微带线通过通孔与所述第一接地共面波导连接，所述第二微带线通过通孔与所述第二接地共面波导连接；
[0007]所述第二介质基板的上表面设有第二金属层，所述第二金属层上设有若干个耦合
缝隙，各所述耦合缝隙分别对应相应一个所述空白介质区域的投影范围；
[0008]所述第二介质基板的下表面设有微带功分器，所述微带功分器包括若干个输出端，各所述输出端分别对应相应一个所述耦合缝隙的投影范围。
[0009]进一步地，所述基于慢波平行板波导的双波段共口径天线还包括固化片，所述固化片位于所述第一介质基板与所述第二介质基板之间，所述第一介质基板与所述第二介质基板通过所述固化片粘合在一起。
[0010]进一步地，所述结构阵列包括若干个周期排布的方形金属贴片；
[0011]各所述方形金属贴片分别与相邻的所述方形金属贴片之间通过缝隙隔开，全部所述方形金属贴片在所述第一介质基板的上表面的投影包围全部所述空白介质区域，各所述方形金属贴片分别通过过孔与所述第一金属层、所述第一金属贴片或第二金属贴片连接；
[0012]所述结构阵列中，位于一侧的部分所述方形金属贴片与所述第一微带线连接，位于另一侧的部分所述方形金属贴片与所述第二微带线连接。
[0013]进一步地，所述第一微带线和所述第二微带线中，从与所述结构阵列连接的一侧到另一侧的宽度逐渐收窄。
[0014]进一步地，所述第一过渡结构和所述第二过渡结构分别包括两排屏蔽过孔序列；所述屏蔽过孔序列包括多个相互间隔一定距离的屏蔽过孔，所述屏蔽过孔的一端与所述第一金属层连接，所述屏蔽过孔的另一端与所述第二金属层连接；
[0015]所述第一过渡结构中的两排屏蔽过孔序列分设在所述第一接地共面波导两侧，所述第二过渡结构中的两排屏蔽过孔序列分设在所述第二接地共面波导两侧。
[0016]进一步地，所述第二金属层上设有若干个调谐过孔，各所述调谐过孔分别位于相应一个所述耦合缝隙旁边，各所述调谐过孔的一端与所述第二金属层连接，另一端分别与所述微带功分器中相应一个输出端连接。
[0017]进一步地，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的形状均为工字型。
[0018]进一步地，所述第一金属贴片与所述第一金属层之间、所述第二金属贴片与所述第一金属层之间通过缝隙隔开。
[0019]进一步地，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片、所述第一接地共面波导和所述第二接地共面波导、所述第一过渡结构和所述第二过渡结构之间关于所述第一介质基板的中轴对称。
[0020]进一步地，所述微带功分器为多路等幅功分器。
[0021]本专利技术的有益效果是：实施例中的基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，在微波频段和毫米波频段均具有良好的增益和散射性能，且微波与毫米波通道间之间具有良好的隔离度；基于慢波平行板波导的双波段共口径天线的结构简单，可以通过PCB印刷等成熟工艺制作，结构紧凑，制作成本低，有利于5G和更先进通信技术的应用。
附图说明
[0022]图1为实施例中双波段共口径天线的整体结构图；
[0023]图2为实施例中第一介质基板的上表面的结构图；
[0024]图3为实施例中第一介质基板的下表面的结构图；
[0025]图4为实施例中固化片的结构图；
[0026]图5为实施例中第二介质基板的上表面的结构图；
[0027]图6为实施例中第二介质基板的下表面的结构图；
[0028]图7为实施例中双波段共口径天线的微波频段散射系数
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频率仿真和实测结果示意图；
[0029]图8为实施例中双波段共口径天线的微波频段E面方向图仿真和实测结果示意图；
[0030]图9为实施例中双波段共口径天线的微波频段增益
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频率仿真和实测结果示意图；
[0031]图10为实施例中双波段共口径天线的毫米波频段散射系数
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频率仿真和实测结果示意图；
[0032]图11为实施例中双波段共口径天线的毫米波频段E面和H面方向图仿真和实测结果示意图；
[0033]图12为实施例中双波段共口径天线的毫米波频段增益
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频率仿真和实测结果示意图。
具体实施方式
[0034]本实施例中，基于慢波平行板波导的双波段共口径天线的结构如图1所示，其基本结构为第一介本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，其特征在于，所述基于慢波平行板波导的双波段共口径天线包括第一介质基板和第二介质基板，所述第一介质基板的下表面与第二介质基板的上表面相对；所述第一介质基板的上表面设有第一金属层、第一金属贴片和第二金属贴片，所述第一金属层沿着所述第一介质基板的长度方向延伸，所述第一金属贴片和所述第二金属贴片将所述第一金属层分隔为若干部分，所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片分别设有若干个空白介质区域，各所述空白介质区域沿着所述第一金属层的延伸方向排列，所述第一金属层的一端设有第一接地共面波导，所述第一金属层的另一端设有第二接地共面波导；所述第一金属层中，在所述第一接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第一过渡结构，在所述第二接地共面波导与最接近的所述空白介质区域之间的部分设有第二过渡结构；所述第一介质基板的下表面设有第一微带线、第二微带线以及结构阵列；所述结构阵列与所述第一金属层、所述第一金属贴片和所述第二金属贴片的一部分形成慢波平行板波导；所述第一微带线与所述结构阵列的一侧连接，所述第二微带线与所述结构阵列的另一侧连接，所述第一微带线通过通孔与所述第一接地共面波导连接，所述第二微带线通过通孔与所述第二接地共面波导连接；所述第二介质基板的上表面设有第二金属层，所述第二金属层上设有若干个耦合缝隙，各所述耦合缝隙分别对应相应一个所述空白介质区域的投影范围；所述第二介质基板的下表面设有微带功分器，所述微带功分器包括若干个输出端，各所述输出端分别对应相应一个所述耦合缝隙的投影范围。2.根据权利要求1所述的基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，其特征在于，所述基于慢波平行板波导的双波段共口径天线还包括固化片，所述固化片位于所述第一介质基板与所述第二介质基板之间，所述第一介质基板与所述第二介质基板通过所述固化片粘合在一起。3.根据权利要求1所述的基于慢波平行板波导的双波段共口径天线，其特征在于，所述结构阵列包括若干个周期排布的方形金属贴片；各所述方形金属贴片分别与相邻的所述方形金属贴片之...
【专利技术属性】
技术研发人员：郑少勇，马超骏，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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