【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及微波毫米波电路与天线领域，特别是涉及一种漏波天线扫描率的提升方法和多层基片漏波天线。
技术介绍
1、漏波天线不同于机械扫描天线，其具有电扫描天线的一般优点，且不需要复杂的控相单元，结构更加简单，成本更低，从而更加适合微波频段的波束扫描和实际的生产应用。漏波天线可以通过基片集成波导（substrate integrated waveguide，简写为siw）结构进行实现，利用该导波结构实现的漏波天线以其集成度高等优点，成为近年来研究的一个热点。
2、漏波天线扫描率通常定义为波束扫描角度范围与工作频率范围的比值，或或波束扫描角度范围与相对带宽的比值。较高的扫描率意味着在波束扫描范围不减小的情况下，其工作带宽更小，可以降低天线对信号源工作频率范围的要求，且可以降低对日益紧张的空间频谱资源要求，因此具有非常重要的研究价值。在现有技术中心，提升扫描率的主要方式为针对天线表面辐射单元进行改进，若辐射单元形式发生改变，则高扫描率难以保证。
3、鉴于此，如何克服现有技术所存在的缺陷，解决现有漏波天线无法确保高扫描率的现象，是本
待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术解决了现有漏波天线无法确保高扫描率的问题。
2、本专利技术实施例采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供了一种漏波天线扫描率的提升方法，具体为：漏波天线中包括至少2层基片，最上层基片的上表面包含至少2个辐射单元，具体包括：
4、优选的，所述根据基片的结构参数计算等效波导宽度，具体包括：获取基片的结构参数，结构参数包括：基片集成波导的宽度、厚度和相对介电常数，以及基片上金属通孔的直径和周期；当金属通孔的直径和周期满足指定规格时，使用相应的结构参数计算等效波导宽度。
5、优选的，所述对比传输系数相位的变化量，根据对比结果获取辐射单元的移相量，具体包括：获取不包含辐射单元的基片集成波导的传输系数相位，获取包含辐射单元的基片集成波导的传输系数相位，计算不包含辐射单元的基片集成波导的传输系数相位和包含辐射单元的基片集成波导的传输系数相位的相位差，将相位差和辐射单元个数的比值作为辐射单元的移相量。
6、优选的，所述根据移相量和同相馈电要求确定单层基片时辐射单元间距的初始值，具体包括：根据波导波长计算电磁波传输路径产生的移相量，获取辐射单元间距的初始值，使得中心频率处相邻辐射单元同相馈电且间距不大于一个波长。
7、优选的，所述根据移相量和同相馈电要求确定辐射单元间距的初始值，具体包括：根据辐射单元间距的初始值、基片层数和每层基片的厚度，获取相邻辐射单元间电磁波传播路径长度的初始值；根据同相馈电要求调整辐射单元间距的初始值，使中心频率处辐射单元产生的移相量与电磁波传输路径产生的移相量之和为2kπ；其中，k为移相周期数。
8、优选的，所述在可选择的辐射单元间距中确定一组辐射单元间距，并确定相应的移相周期数，并确定相应的移相周期数，具体包括：根据波导波长、辐射单元的移相量、可选择的辐射单元间距和移相周期数，计算第一栅瓣出现的位置；根据第一栅瓣出现的位置和天线的工作频率，确定栅瓣抑制条件；根据栅瓣抑制条件确定一组辐射单元间距，以及相应的移相周期数。
9、优选的，所述根据第一栅瓣出现的位置和天线的工作频率，确定栅瓣抑制条件，具体包括：根据第一栅瓣出现的位置，获取第一栅瓣不出现的第一表达式；基于第一表达式，获取整个扫描范围内不出现栅瓣时，辐射单元间距需符合的第二表达式；基于天线工作频率的上限和下限，对第二表达式进行变换，以获得辐射单元的间距需符合的栅瓣抑制条件。
10、优选的，所述根据天线波束扫描范围计算天线的扫描率，根据扫描率调整基片层数，并相应调整辐射单元间距和移相周期数，直至满足指定的扫描率设计要求具体包括：根据天线工作频率范围获取波束扫描的最大范围，计算当前层数的扫描率；当扫描率低于指定扫描率指标时，逐次增加2层基片，每次增加基片后，重新确定辐射单元间距，并计算新的扫描率，直至扫描率达到指定扫描率指标。
11、另一方面，本专利技术提供了一种多层基片漏波天线，具体为：包括：至少2层基片，具体包括：各层基片的上表面和下表面均覆盖金属层，最上层基片上表面的金属层包含至少2个辐射单元，每组辐射单元的宽度远小于长度；每两层基片之间的金属层包含过渡缝隙，以实现电磁波在不同层基片中的过渡；相邻的两层基片中包含对应位置的金属通孔，金属通孔作为短路器抑制电磁波向前传播；其中，基片集成波导的宽度、辐射单元间距、移相周期数和基片的层数根据第一方面提供的漏波天线扫描率的提升方法进行设计。
12、优选的，所述最上层基片上表面的金属层包含至少2个辐射单元，具体包括：辐射单元中的长边方向与电磁波传播方向垂直，各辐射单元平行排列；或，辐射单元的长边方向与电磁波传播方向的夹角为45°，过渡缝隙和金属通孔的排列方向与辐射单元的长边方向一致。
13、与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本实施例提供的方法设计了一种多层基片结构的漏波天线，基于同相馈电要求和栅瓣抑制条件计算相邻辐射单元的间距，基于扫描率指标确定基片的层数。该方法可以通过提高基片层数有效提高siw漏波天线的扫描率，并能够根据扫描率的要求选择基片层数和辐射单元间距，从而适应多种不同辐射单元样式，设计灵活，适应性强。
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1.一种漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，漏波天线中包括至少2层基片，最上层基片的上表面包含至少2个辐射单元，具体包括：
2.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据基片的结构参数计算等效波导宽度，具体包括：
3.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述对比传输系数相位的变化量，根据对比结果获取辐射单元的移相量，具体包括：
4.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据移相量和同相馈电要求确定辐射单元间距的初始值，具体包括：
5.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据移相量和同相馈电要求确定辐射单元间距的初始值，具体包括：
6.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述在可选择的辐射单元间距中确定一组辐射单元间距，并确定相应的移相周期数，具体包括：
7.根据权利要求6所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据第一栅瓣出现的位置和天线的工作频率，确定栅瓣抑制条件，具体包括：>
8.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据天线波束扫描范围计算天线的扫描率，根据扫描率调整基片层数，并相应调整辐射单元间距和移相周期数，直至满足指定的扫描率设计要求，具体包括：
9.一种多层基片漏波天线，其特征在于，包括：至少2层基片，具体包括：
10.根据权利要求9所述的多层基片漏波天线，其特征在于，所述最上层基片上表面的金属层包含至少2个辐射单元，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，漏波天线中包括至少2层基片，最上层基片的上表面包含至少2个辐射单元，具体包括：
2.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据基片的结构参数计算等效波导宽度，具体包括：
3.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述对比传输系数相位的变化量，根据对比结果获取辐射单元的移相量，具体包括：
4.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据移相量和同相馈电要求确定辐射单元间距的初始值，具体包括：
5.根据权利要求1所述的漏波天线扫描率的提升方法，其特征在于，所述根据移相量和同相馈电要求确定辐射单元间距的初始值，具体包括：
6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：邹雄，张迪，范亚，杨华兵，黎静，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军预警学院，
类型：发明
国别省市：
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