一種基于siw的平面漏波天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于SIW(基片集成波導(dǎo)）的平面 漏波天線，該屬于行波天線，可用于雷達(dá)防撞、無(wú)線定位，有時(shí)甚至可以作為小型智能天線 來(lái)使用。
【背景技術(shù)】
[0002] 天線是用于發(fā)射和接收電磁波的設(shè)備，是無(wú)線通信的重要組成部分。漏波天線利 用在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中開(kāi)槽來(lái)向外輻射能量，這種天線可以產(chǎn)生很窄的波束，其主波束一般都具 有頻率掃描的特性。相比也能產(chǎn)生窄波束的天線陣，漏波天線的饋電結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單很多。同時(shí)， 漏波天線還具有剖面低、重量輕、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
[0003] 在對(duì)漏波天線的理論分析中，傳播波數(shù)的計(jì)算是一個(gè)難點(diǎn)。早期的漏波天線大部 分基于封閉的波導(dǎo)，如矩形波導(dǎo)，其中漏波是通過(guò)在波導(dǎo)上開(kāi)均勻的狹長(zhǎng)縫隙獲得，但是這 些縫隙切斷了閉合波導(dǎo)的電流線，以致破壞了波導(dǎo)中電磁場(chǎng)的分布，所以很難產(chǎn)生小的衰 減常數(shù)，因而也很難產(chǎn)生很窄的波束。但經(jīng)過(guò)多年的研究，學(xué)者們提出了許多形式多樣的漏 波天線，如基于SIW的平面漏波天線。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明也提供一種基于SIW的平面漏波天線，該平面漏波天線能夠增大漏波天線 的掃描角，使得波束隨頻率掃描的角度更大。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 一種基于SIW的平面漏波天線，其特征在于，包括介質(zhì)基板、基片集成波導(dǎo)、孔輻射單 元、金屬壁和金屬接地板， 所述介質(zhì)基板位于金屬接地板上表面，所述基片集成波導(dǎo)是在位于介質(zhì)基板上表面 的微帶線上設(shè)置兩排平行的金屬通孔或金屬銷釘，該金屬通孔或金屬銷釘貫通介質(zhì)基板、 微帶線和金屬接地板，兩排平行的金屬通孔或金屬銷釘分別設(shè)置在微帶線的兩個(gè)平行的邊 緣； 所述孔輻射單元開(kāi)設(shè)在基片集成波導(dǎo)上，包括上、下兩排孔組，上、下排孔組中的孔位 置相互錯(cuò)開(kāi)； 所述金屬壁包括四個(gè)，分別為安裝在基片集成波導(dǎo)前端的第一、二金屬壁和安裝在基 片集成波導(dǎo)后端的第三、四金屬壁，第一、三金屬壁與一排金屬通孔或金屬銷釘位于同一直 線上，第二、四金屬壁與另一排金屬通孔或金屬銷釘位于同一直線上。
[0006] 優(yōu)選地，所述基片集成波導(dǎo)上相鄰?fù)谆蛳噜忎N釘?shù)拈g距小于天線工作范圍的波 長(zhǎng)。當(dāng)每排金屬過(guò)孔的孔間距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于波長(zhǎng)時(shí)，SIW可等效為一個(gè)矩形波導(dǎo)。
[0007] 優(yōu)選地，所述孔輻射單元中上排孔組和下排孔組中均包括兩種不同尺寸孔，即大 尺寸孔和小尺寸孔，小尺寸孔為兩個(gè)，剩余孔為大尺寸孔，每排孔組中各孔平行排列且相鄰 孔的間距相同，兩個(gè)小尺寸孔位于該排孔組的兩側(cè)。
[0008] 兩排孔組中的各孔位置相互錯(cuò)開(kāi)，非對(duì)稱。調(diào)節(jié)同排孔組中相鄰孔的間距在一個(gè) 合理的值，可以使天線產(chǎn)生合適的掃描特性。
[0009] 優(yōu)選地，所述孔輻射單元中的各孔均為矩形孔。
[0010] 優(yōu)選地，小尺寸矩形孔的長(zhǎng)L1為4mm，寬W1為0. 5mm;大尺寸矩形孔的長(zhǎng)L2為 5mm，寬W2為0? 65mm，相鄰矩形孔之間的間距dl為22mm。
[0011] 優(yōu)選地，所述金屬通孔或金屬銷釘?shù)陌霃絉1為〇. 4mm，相鄰金屬通孔或金屬銷釘 之間的間距d2為1. 6mm，兩排平行的金屬通孔或金屬銷釘之間的距離d3為20mm。
[0012] 優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板的相對(duì)介電常數(shù)^為2. 2,厚度hi為1.5mm，長(zhǎng)度L3為 318mm，寬度f(wàn)f3 為 30mm〇
[0013] 優(yōu)選地，所述金屬壁長(zhǎng)為L(zhǎng)4為15mm，寬W4為1. 5mm。
[0014] 優(yōu)選地，所述平面漏波天線的長(zhǎng)度L為318_，寬度W為30_。
[0015] 優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板、微帶線和金屬接地板均是矩形，介質(zhì)基板位于金屬接地板 上表面，且尺寸相同；微帶線位于介質(zhì)基板上表面，且微帶線的尺寸小于介質(zhì)基板 為了產(chǎn)生天線的激勵(lì)源TE20模，可以使用功分器結(jié)構(gòu)。根據(jù)威爾金森功分器的原理， 設(shè)計(jì)了一個(gè)三端口的功分器饋電結(jié)構(gòu)。端口 2,端口 3產(chǎn)生功率相等，相位差為180°的激 勵(lì)，從而滿足給天線饋電的要求。該天線的主波束理論上可以從接近邊射方向掃描到端射 方向，利用TE20模作為該天線的激勵(lì)源，從而改善天線的工作性能和拓展其應(yīng)用范圍。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果是： 1.使用SIW代替波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，SIW漏波天線除了具有低剖面、重量輕、易于集成的優(yōu)點(diǎn)之 外，其主波束能產(chǎn)生掃描特性。
[0017] 2.本發(fā)明采用在SIW上表面開(kāi)上、下兩排矩形孔，從而使電磁波從矩形孔"泄露" 出去，使得天線主波束能隨頻率掃描。
[0018] 3.該天線在理論上計(jì)算掃描角度可以從-40°掃描到40°，大約80°的掃描角度 范圍。
[0019] 4.在天線的前端、后端都加上金屬壁，使得能量更好的"打進(jìn)"天線內(nèi)部，不會(huì)造成 信號(hào)的泄露。
【附圖說(shuō)明】
[0020] 圖1是本發(fā)明所述的基于SIW的平面漏波天線整體結(jié)構(gòu)剖面圖； 圖2是本發(fā)明的上表面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明的下表面結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4是本發(fā)明的天線發(fā)射系數(shù)S11仿真結(jié)果圖； 圖5是本發(fā)明在頻點(diǎn)11. 6GHz、12.lGHz、12. 5GHz、12. 9GHz、13. 5GHz的輻射方向圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0021] 附圖僅用于示例性說(shuō)明，不能理解為對(duì)本專利的限制；為了更好說(shuō)明本實(shí)施例，附 圖某些部件會(huì)有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸； 對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說(shuō)明可能省略是可以理解的。下 面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0022] 圖1是本發(fā)明所述的基于SIW的平面漏波天線整體結(jié)構(gòu)剖面圖，圖2是本發(fā)明的 上表面結(jié)構(gòu)示意圖，圖3是本發(fā)明的下表面結(jié)構(gòu)示意圖。參考圖1、2和3本發(fā)明所述的基 于SIW的平面漏波天線，包括介質(zhì)基板1，金屬壁2,兩排金屬銷釘3,矩形孔輻射單元4,金 屬接地板5。天線上表面的微帶線貼片挖去上下兩排分別周期性排列的矩形孔輻射單元，用 于能量的"泄露"。在天線的前端內(nèi)部安排兩個(gè)金屬壁，使能量更好的打進(jìn)天線，再在天線的 后端也安排兩個(gè)金屬壁。在天線(微帶線）的平行的邊緣打上兩排間距很小的金屬銷釘。