一种前后向连续扫描的周期漏波天线制造技术

本发明专利技术公开一种前后向连续扫描的周期漏波天线，涉及微波技术与天线领域，该天线中顶部金属层刻蚀多个周期性排列的非对称缝隙；非对称缝隙为由一个长纵缝和两个短横缝组成的“F”形缝隙；非对称缝隙的开口方向正对中心轴线；两排导向金属通孔位于介质基板的两侧，且贯穿介质基板，连接顶部金属层和底部金属层；匹配金属通孔位于非对称缝隙与导向金属通孔之间；每一非对称缝隙两侧设置两组关于顶部金属层的中心轴线对称的匹配金属通孔；微带线

【技术实现步骤摘要】
一种前后向连续扫描的周期漏波天线


[0001]本专利技术涉及微波技术与天线领域，特别是涉及一种前后向连续扫描的周期漏波天线
。

技术介绍

[0002]最初，漏波天线采用金属矩形波导或微带线作为传输线，并通过在金属宽边或窄边开缝，达到切割表面电流实现辐射的目的
。
然而，随着工作频率的提升，金属波导的制造复杂度增加，且波导天线与常规
PCB
电路的集成性问题仍然存在
。
同时，微带线在传输过程中表现出较高的损耗特性
。
[0003]为了克服这些局限，人们引入了一种新型的结构：基片集成波导
(SIW)。
相对于基于波导的缝隙阵列天线，基片集成波导天线具有截面尺寸小
、
重量轻
、
加工工艺成熟
、
价格便宜
、
易于与集成电路集成等优点
。
因此，基片集成波导在天线设计领域引起了广泛的研究兴趣
。
其中漏波天线是在基片集成波导上刻蚀周期性缝隙的一种天线
。
[0004]传统的周期性漏波天线受限于开阻带问题
(Open
‑
Stopband
，
OSB)
，导致其在边射方向辐射效率骤降
。
具体而言，当漏波天线的周期长度为特定频点对应的半波导波长整数倍时，各缝隙产生的反射波在馈电端口处同向叠加，导致反射损耗剧增，从而产生开阻带问题，不能实现前后向的连续扫描
>。
[0005]为了消除开阻带问题，研究人员将周期性漏波天线看成串并联很多辐射电阻的等效电路
。
如宽边纵向缝隙相当于在电路中并联一个容性阻抗；宽边横缝相当于在电路中串联一个感性阻抗
。
人们认为开路阻带问题源于阻抗不匹配
。
因此，如何解决阻抗不匹配并实现周期漏波天线前后向的连续扫描，同时保证增益的稳定性，是现在亟待解决的问题
。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的是提供一种前后向连续扫描的周期漏波天线，能够抑制
OSB
问题，并实现周期漏波天线前后向的连续扫描，同时保证增益的稳定性
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0008]一种前后向连续扫描的周期漏波天线，包括：顶部金属层
、
介质基板
、
底部金属层
、
导向金属通孔
、
匹配金属通孔
、
微带馈线以及微带线
‑
基片集成波导转换器；
[0009]所述顶部金属层
、
介质基板以及底部金属层自上而下依次设置；
[0010]所述顶部金属层刻蚀多个周期性排列的非对称缝隙；所述非对称缝隙为由一个长纵缝和两个短横缝组成的“F”形缝隙；所述非对称缝隙交替排列在顶部金属层的中心轴线的两侧，且所述非对称缝隙的开口方向正对中心轴线；
[0011]两排所述导向金属通孔位于介质基板的两侧，且贯穿介质基板，连接顶部金属层和底部金属层；
[0012]所述匹配金属通孔位于所述非对称缝隙与所述导向金属通孔之间；每一非对称缝隙两侧设置两组关于顶部金属层的中心轴线对称的所述匹配金属通孔；
[0013]所述微带线
‑
基片集成波导转换器位于由顶部金属层
、
介质基板
、
底部金属层
、
导向金属通孔与匹配金属通孔组成的周期性漏波结构的两端；
[0014]所述微带馈线与所述微带线
‑
基片集成波导转换器连接
。
[0015]可选地，所述微带线
‑
基片集成波导转换器为梯形结构
。
[0016]可选地，所述微带线
‑
基片集成波导转换器与微带馈线连接端的宽度与微带馈线的宽度相同
。
[0017]可选地，所述微带馈线的阻抗值为
50
欧姆
。
[0018]可选地，两个相邻的所述非对称缝隙之间的间距范围为
λ
g
/2
‑3λ
g
/2
；其中，
λ
g
为天线波导波长
。
[0019]可选地，所述非对称缝隙中长纵缝的长度范围为
λ
g
/2
‑
λ
g
。
[0020]可选地，所述非对称缝隙两侧设置两组所述匹配金属通孔之间的纵向间距为
λ
g
/4
，横向间距为
λ
g
/2。
[0021]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0022]本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线，在顶部金属层上刻蚀多个周期性排列的非对称缝隙，非对称缝隙中长纵缝相当于在等效电路中并联了一个容性阻抗，导致
OSB
问题
。
所述非对称缝隙中两个短横缝相当于减小了等效电路中的阻抗容性
。
所述匹配金属通孔也起到了减小等效电路阻抗容性的作用
。
短横缝和匹配金属通孔与长纵缝结合可抵消其所带来的容性阻抗，抑制
OSB
问题，实现前后向的连续扫描
。
导向金属通孔起到约束电磁波传输方向的目的，连接上下金属层可等效为矩形波导结构
。
同时由于介质基板介电常数较高，大大减小了天线截面积与纵向尺
。
本专利技术以两个短横缝与匹配金属通孔抑制长纵缝所带来的容性阻抗，抑制
OSB
问题，实现周期漏波天线前后向的连续扫描，同时保证增益的稳定性
。
附图说明
[0023]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图
。
[0024]图1为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的爆炸图；
[0025]图2为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的俯视图；
[0026]图3为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的双单元图；
[0027]图4为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的散射参数图；
[0028]图5为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的归一化扫频方向图；
[0029]图6为本专利技术所提供的一种前后向连续扫描的周期漏波天线的各频点仿真增益图
。
具体实施方式
[0030]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种前后向连续扫描的周期漏波天线，其特征在于，包括：顶部金属层
、
介质基板
、
底部金属层
、
导向金属通孔
、
匹配金属通孔
、
微带馈线以及微带线
‑
基片集成波导转换器；所述顶部金属层
、
介质基板以及底部金属层自上而下依次设置；所述顶部金属层刻蚀多个周期性排列的非对称缝隙；所述非对称缝隙为由一个长纵缝和两个短横缝组成的“F”形缝隙；所述非对称缝隙交替排列在顶部金属层的中心轴线的两侧，且所述非对称缝隙的开口方向正对中心轴线；两排所述导向金属通孔位于介质基板的两侧，且贯穿介质基板，连接顶部金属层和底部金属层；所述匹配金属通孔位于所述非对称缝隙与所述导向金属通孔之间；每一非对称缝隙两侧设置两组关于顶部金属层的中心轴线对称的所述匹配金属通孔；所述微带线
‑
基片集成波导转换器位于由顶部金属层
、
介质基板
、
底部金属层
、
导向金属通孔与匹配金属通孔组成的周期性漏波结构的两端；所述微带馈线与所述微带线
‑
基片集成波导转换器连接
。2.
根据权利要求1所述的一种前后向连续扫描的周期漏波天线，其特征在于，所述微带线

【专利技术属性】
技术研发人员：尹治平，文彬洋，杨军，邓光晟，李迎，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：