CN111180877B - 一种基片集成波导喇叭天线及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种基片集成波导喇叭天线及其控制方法，基片集成波导喇叭天线包括：介质基板，及依次设置的同轴连接器、接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构、基片集成波导喇叭、渐变式辐射贴片。同轴连接器为射频信号输入端；接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构用于射频信号的传输；基片集成波导喇叭设于接地共面波导至基片集成波导过渡结构之后，用于射频能量的辐射；渐变式辐射贴片设于基片集成波导喇叭之后，用于增加喇叭天线的带宽；加载介质基板设在渐变式辐射贴片后，用于提升喇叭天线的增益。本申请具有结构简单、剖面低、易于集成和加工、成本低、大带宽和高增益的特点，极大提升毫米波无线通信***的性能。

Description

一种基片集成波导喇叭天线及其控制方法

技术领域

本申请涉及无线通信及毫米波技术领域，尤其涉及的是一种加载渐变式辐射贴片和介质基板的宽带高增益基片集成波导喇叭天线。

背景技术

伴随着5G移动通信的发展，无线通信技术与毫米波技术在人们的生产生活中发挥着越来越重要的作用，人们对无线通信***的性能要求也越来越高。天线作为无线通信***中的必要组成部分，被广泛应用于军事和商业领域，如雷达、移动通信、车载通信、卫星通信、毫米波成像与通信等。由于低频段频谱资源的日益匮乏，国际电信联盟(ITU)与美国联邦通信委员会(FCC)等组织已制订毫米波频段的频谱使用规划，并将毫米波频段纳入了5G移动通信规划中，但电磁波在毫米波频段的衰减远大于其在低频段的衰减，因此如何在毫米波频段实现宽带高增益的天线变得非常重要。

喇叭天线是无线电的接收和发射中最常用的天线，其具有结构简单、馈电简便、带宽较宽和增益高的特点。但是传统喇叭天线尺寸大、重量高、不易于与平面电路集成，而且在毫米波频段，传统喇叭天线对加工精度要求非常高。

基片集成波导(substrate integrated waveguide，SIW)是一种新型的平面波导结构，其具有低成本、低剖面、低复杂度、易于加工等优点。此外，由于SIW的馈电结构可以使用微带线和接地共面波导(grounded coplanar waveguide，GCPW)等平面传输线，因此，SIW也易于与平面微波电路集成。

但是，现有技术常规的SIW喇叭天线的反射系数(|S₁₁|)整体偏高，使得其工作带宽非常窄。并且现有技术该常规的SIW喇叭天线的增益整体较低且不稳定。即，现有技术常规的SIW喇叭天线普遍存在带宽窄、增益较低等缺点。

因此，针对上述缺陷，现有技术还有待于改进和发展。

发明内容

本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种宽带高增益的基片集成波导喇叭天线，旨在解决现有技术中基片集成波导喇叭天线带宽窄、增益低的问题。

本申请解决技术问题所采用的技术方案如下：

一种基片集成波导喇叭天线，其中，所述基片集成波导喇叭天线包括：

用于供天线印制的介质基板；

设置于所述介质基板最前端的同轴连接器P1，用于为天线提供激励信号；

设置于所述同轴连接器P1后的接地共面波导W1、接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2依次连接，用于射频信号的传输；

设置于所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2之后的基片集成波导喇叭H1，用于射频能量的辐射；

设置于所述基片集成波导喇叭H1之后的渐变式辐射贴片，用于增加喇叭天线的带宽；

设置于所述渐变式辐射贴片之后的加载介质基板L1，用于提升喇叭天线的增益；

所述的基片集成波导喇叭天线，其中，所述同轴连接器P1，由外导体51、内导体52和绝缘体53组成，绝缘体53设置在外导体51和内导体52之间，内导体52通过探针与接地共面波导W1连接。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述接地共面波导结构W1的中心导体与同轴连接器P1的内导体52相连，信号从同轴连接器P1传输到接地共面波导结构W1，所传输的电磁波模式由TEM模转换为准TEM模。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2为一段中心导体逐渐变宽的梯形状接地共面波导结构，其宽度较小的一端连接接地共面波导W1，宽度较大的一端连接基片集成波导喇叭H1。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述基片集成波导喇叭H1由印制在介质基板两侧的金属片与两排金属通孔组成，金属通孔分为第一部分和第二部分，第一部分为两排平行的金属通孔，与接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2连接；第二部分为梯形金属通孔，由两排张角为22度的金属通孔组成，形成喇叭天线的辐射口径；基片集成波导喇叭H1的两排金属通孔沿接地共面波导W1的中心线对称，信号从接地共面波导W1传输到基片集成波导喇叭H1，所传输的电磁波模式由准TEM模转换为TE₁₀模。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述渐变式辐射贴片G1由两排宽度逐渐变小的金属贴片条带g1、g2构成，这两排渐变式金属贴片条带g1、g2分别设置于介质基板的上表面和下表面，每排贴片由10条平行排列的金属贴片构成，且两排渐变式金属贴片条带g1、g2上下对应排列，上表面和下表面金属贴片条带尺寸完全相同。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述辐射贴片G1的两排渐变式金属贴片条带g1、g2，每一排的金属贴片从所述基片集成波导喇叭H1的口径处向外延伸，每一条金属贴片宽度按等差数列依次减小，其宽度满足W_i＝1.9-0.1*i(i＝1，2，3…10)(mm)；且第i条缝隙和第i条金属贴片组成第i对缝隙-条带，每一对缝隙-条带的宽度固定为W_d＝1.9mm。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述渐变式辐射贴片G1的形状可以变更为三角形，梯形或是椭圆形，通过加载这些辐射贴片可以有效提升基片集成波导喇叭天线的带宽。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述加载介质基板L1设置于渐变式辐射贴片G1之后，主要用于提高喇叭天线的增益。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述加载介质基板L1的长度可调，用于通过调节所述加载介质基板L1的长度提升喇叭天线的增益值；所述加载介质基板L1的长度对喇叭天线的增益有直接影响，通过调节其长度可以提升喇叭天线的增益。

所述基片集成波导喇叭天线，其中，所述加载介质基板L1的形状也可以变更为椭圆形，通过选取合适的介质基板形状和尺寸，可以有效提升基片集成波导喇叭天线的增益。

一种上述任一项所述基片集成波导喇叭天线的控制方法，其中，包括步骤：

设置用于供天线印制的介质基板；

控制同轴连接器为天线提供激励信号；

控制接地共面波导及接地共面波导至基片集成波导过渡结构进行射频信号的传输；

控制基片集成波导喇叭进行射频能量的辐射；

控制渐变式辐射贴片增加喇叭天线的带宽到预定值；

控制加载介质基板提升喇叭天线的增益到指定值。

本申请公开了一种基片集成波导喇叭天线及其控制方法，基片集成波导喇叭天线包括：介质基板，及依次设置的同轴连接器、接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构、基片集成波导喇叭、渐变式辐射贴片。同轴连接器为射频信号输入端；接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构用于射频信号的传输；基片集成波导喇叭设于接地共面波导至基片集成波导过渡结构之后，用于射频能量的辐射；渐变式辐射贴片设于基片集成波导喇叭之后，用于增加喇叭天线的带宽；加载介质基板设在渐变式辐射贴片后，用于提升喇叭天线的增益。本申请具有结构简单、剖面低、易于集成和加工、成本低、大带宽和高增益的特点，极大提升毫米波无线通信***的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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发明中记载的一些实施例，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。

图1是本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的立体结构示意图。

图2是本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的立体结构***示意图。

图3为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的俯视图。

图4为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的仰视图。

图5为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的同轴连接器的结构示意图。

图6为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的渐变式辐射贴片的结构示意图。

图7为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的不同长度的加载介质基板对应的增益曲线对比图。

图8(1)为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线的俯视图。

图8(2)为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW喇叭天线的俯视图。

图9为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线、加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW喇叭天线与现有技术的常规的SIW喇叭天线的反射系数对比图。

图10为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线、加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW喇叭天线与现有技术SIW喇叭天线的增益曲线对比图。

图11为本申请的基片集成波导喇叭天线分别在21GHz、25GHz、29GHz、34GHz、38GHz的E面和H面辐射方向图。

图12为本发明实施例的基片集成波导喇叭天线的控制方法流程图。

其中：P1-同轴连接器、W1-接地共面波导结构、W2-接地共面波导至基片集成波导过渡结构、H1-基片集成波导喇叭、G1-渐变式辐射贴片、L1-加载介质基板、g1-上表面渐变式金属贴片条带、g2-下表面渐变式金属贴片条带、A1-上表面金属贴片、A2-下表面金属贴片、51-同轴连接器的外导体、52-同轴连接器的内导体、53-同轴连接器的绝缘体。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚、明确，以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

为了解决现有技术中的基片集成波导喇叭天线普遍存在带宽窄、增益较低等缺点的问题，本发明实施例提供了一种宽带高增益的基片集成波导喇叭天线，所述天线包括：同轴连接器、接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构、基片集成波导喇叭、渐变式辐射贴片、加载介质基板。所述同轴连接器作为射频信号输入端设置在介质基板最前端；所述接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构依次设置于同轴连接器后，用于射频信号的传输；所述基片集成波导喇叭设置于接地共面波导至基片集成波导过渡结构之后，用于射频能量的辐射；所述渐变式辐射贴片设置于基片集成波导喇叭之后，用于增加喇叭天线的带宽；所述加载介质基板设置在渐变式辐射贴片后，用于提升喇叭天线的增益。本发明天线具有结构简单、剖面低、易于集成和加工、成本低、大带宽和高增益的特点，可极大提升毫米波无线通信***的性能。

请同时参阅图1、图2、图3和图4，本申请实施例提供了一种基片集成波导喇叭天线，所述基片集成波导喇叭天线包括：

用于供天线印制的介质基板；

设置于所述介质基板最前端的同轴连接器P1，用于为天线提供激励信号；

设置于所述同轴连接器P1后的接地共面波导W1及接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2依次连接，用于射频信号的传输；

设置于所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2之后的基片集成波导喇叭H1，用于射频能量的辐射；

设置于所述基片集成波导喇叭H1之后的渐变式辐射贴片G1，相当于级联谐振器，用于增加喇叭天线的带宽；

设置于所述渐变式辐射贴片之后的加载介质基板L1，相当于介质透镜，用于提升喇叭天线的增益。

本发明天线具有结构简单、剖面低、易于集成和加工、成本低、大带宽和高增益的特点，可极大提升毫米波无线通信***的性能。

具体地，所述同轴连接器P1，由外导体51、内导体52和绝缘体53组成，如图5所示。绝缘体53设置在外导体51和内导体52之间，内导体52通过探针与接地共面波导结构W1的顶层中心导体连接，外导体51与接地共面波导结构W1的顶层中心导体两侧的接地导体连接，用于为天线提供激励信号。

进一步地，所述接地共面波导W1中心导体与同轴连接器P1的内导体51相连，信号从同轴连接器P1传输到接地共面波导W1，所传输的电磁波模式由TEM模转换为准TEM模，信号传输损耗较小。所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2为一段中心导体逐渐变宽的梯形状接地共面波导结构，其宽度较小的一端连接接地共面波导W1，宽度较大的一端连接基片集成波导喇叭H1，用于射频信号的传输。

进一步地，所述基片集成波导喇叭H1由印制在介质基板两侧的金属片与两排金属通孔组成，金属通孔分为第一部分和第二部分，第一部分为两排平行的金属通孔，与接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2连接；第二部分为梯形金属通孔，由两排张角为预定角度例如22度的金属通孔组成，形成喇叭天线的辐射口径，用于射频能量的辐射；基片集成波导喇叭H1的两排金属通孔沿接地共面波导W1的中心线对称，信号从接地共面波导W1传输到基片集成波导喇叭H1，所传输的电磁波模式由准TEM模转换为TE₁₀模。

进一步地，如图3、4和6所示：所述辐射贴片G1由上表面渐变式金属贴片条带g1、下表面渐变式金属贴片条带g2构成，这两排渐变式金属贴片条带g1、g2分别设置于介质基板的上表面和下表面，每排贴片由多条依次平行排列的金属贴片平行排列而成，用于增加喇叭天线的带宽。

本实施例较佳采用10条平行排列的金属贴片构成，且两排渐变式金属贴片条带g1和g2上下对应排列，形成10组宽度逐渐变小的平行板波导，每组平行板波导相当于一个谐振器，所述渐变式辐射贴片G1可由10个具有不同特征阻抗的谐振器级联而成的过渡结构，有利于提高天线的阻抗匹配，从而提升带宽。本发明中，所述辐射贴片G1的两排渐变式金属贴片条带g1、g2，每一排的金属贴片从所述基片集成波导喇叭H1的口径处向外延伸，每一条金属贴片宽度按等差数列依次减小，其宽度满足W_i＝1.9-0.1*i(i＝1，2，3…10)(mm)；且第i条缝隙和第i条金属贴片组成第i对缝隙-条带，每一对缝隙-条带的宽度固定为W_d＝1.9mm。缝隙宽度逐渐变宽，有利于引导电磁波在每个缝隙处均匀辐射，可以同时提升天线的带宽与增益。

进一步地，所述加载介质基板L1是在所述辐射贴片G1之后延长出一定长度的矩形介质基板，主要用于提高喇叭天线的增益；本申请中所述加载介质基板(L1)的长度可调，用于通过调节所述加载介质基板(L1)的长度提升喇叭天线的增益值。即所述加载介质基板(L1)的长度对喇叭天线的增益有直接影响，通过调节其长度可以提升喇叭天线的增益，如图7所示，图7显示了不同长度的加载介质基板对应的增益曲线对比关系。从图7中可以看出，本发明增加介质基板的长度L可改善天线的增益值，但是超过一定值后，在高频段的增益反而有所减低。为获得最佳的带宽和增益，本发明的加载介质基板(L1)长度设置为44mm。所述介质基板由RO4003C材料构成，厚度为1.524mm，这种材料的介电常数3.55，损耗正切角为0.0027。

参阅图8、图9和图10：从图图8、图9和图10所示的数据可知，本申请实施例的基片集成波导喇叭天线利用依次连接的接地共面波导结构W1、接地共面波导至基片集成波导过渡结构W2能有效与同轴连接器P1进行阻抗匹配并降低***损耗，使同轴连接器P1输入阻抗能平滑过渡到基片集成波导喇叭H1，提高了输入功率的传输效率。

本申请实施例的基片集成波导喇叭天线利用了辐射贴片G1的阻抗特性，以及辐射贴片G1向自由空间辐射信号的模式和特点，加载在基片集成波导喇叭H1之后，使基片集成波导喇叭天线口径的阻抗能够逐渐变化，引导电磁波沿着喇叭端射方向辐射，最终使基片集成波导喇叭天线与自由空间实现了较好的阻抗匹配，进而拓宽了带宽，有效的解决了基片集成波导喇叭天线带宽窄和阻抗匹配差的问题。最终使所述基片集成波导喇叭天线获得了更宽的带宽和更好的阻抗匹配。

在一种实施方式中，进一步地，本申请实施例的基片集成波导喇叭天线的基片集成波导喇叭H1的由两排扩角为22度沿H面展开的金属通孔组成，形成喇叭口径，此时是基片集成波导喇叭H1的最佳口径，可以使基片集成波导喇叭H1的方向性最大。此时所述基片集成波导喇叭天线得到最佳的性能。

进一步地，延长在辐射贴片G1之后的加载介质基板L1，相当于介质透镜，利用相位校准原理，较大提升了所述基片集成波导喇叭天线的增益。

本实例较佳地采用同轴连接器P1内导体半径为0.254mm，外导体半径为0.815mm，有利于将同轴连接器P1的特征阻抗设置为50欧姆；接地共面波导结构W1的信号导体宽度为1.2mm，长度为8mm，中心导体与接地导体的缝隙距离为0.15mm，有利于将接地共面波导结构W1的阻值设置为50欧姆；过渡接地共面波导结构W2的信号导体宽边宽度为4mm，长度为6.2mm，有利于实现从接地共面波导结构W1到基片集成波导的阻值平缓过渡；两排金属通孔半径均为0.4mm，金属通孔之间的距离为1mm，有利于阻止电磁波能量的泄露；基片集成波导喇叭H1的第一部分两排平行金属通孔距离为4.8mm，有利于实现基片集成波导的TE₁₀模的截止频率为19.3GHz，第二部分梯形金属通孔每排包括21个金属通孔，张角为22度，有利于基片集成波导喇叭H1达到良好辐射；渐变式辐射贴片G1的每条金属条带长度为22mm，有利于渐变式辐射贴片G1实现良好的阻抗匹配；加载介质基板L1的长度为44mm，宽度为25mm，有利于所述天线实现较高的增益。

图9为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线、加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW喇叭天线与现有技术的常规的SIW喇叭天线的反射系数对比图；反射系数主要体现的是天线的回波损耗特征，用于量化分析天线的发射效率，值越大天线的效率越差，小于-10dB时拥有较好的发射效率。

如图9所示，常规的SIW喇叭天线的反射系数整体最大，而加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线的反射系数整体比常规的SIW喇叭天线小，且在较大的频率范围内小于-10dB。而加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW天线对比加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线的反射系数整体没有明显差异。因此在SIW喇叭天线的基础上加载渐变式辐射贴片和介质基板，可以有效的提升SIW喇叭天线的发射效率，并拓宽带宽。使所述基片集成波导喇叭天线获得了更好的发射效率、更宽的带宽和更好的阻抗匹配。

图10为本申请基片集成波导喇叭天线较佳实施例的加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线、加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW喇叭天线与现有技术SIW喇叭天线的增益曲线对比图；可见常规的SIW喇叭天线的增益整体最小；加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线对比常规的SIW喇叭天线的增益值整体得到很好提高，而加载渐变式辐射贴片和介质基板的SIW天线的增益整体最高。

可见，在加载渐变式辐射贴片的SIW喇叭天线的基础上加载介质基板，可以利用相位校准原理，使增益得到更进一步的提升。使所述基片集成波导喇叭天线获得更高的增益。

结合仿真得到的图8、图9以及图10，本申请加载渐变式辐射贴片和介质基板结构的SIW喇叭天线的带宽(回波损耗小于-10dB)范围为20.64GHz至38.38GHz，相对带宽约59.85％，天线基本工作在SIW的整个单模工作频带，远远大于传统的SIW喇叭天线的带宽。同时，当频率在22.78GHz到38.38GHz时，增益保持在15dBi到19.48dBi之间，最高增益可达19.48dBi，具有稳定的增益特性。从图11可以看出本实例的天线在较宽的工作频带内具有稳定的端射辐射特性。

基于上述实施例的基片集成波导喇叭天线，本发明还提供了一种如上述实施例所述基片集成波导喇叭天线的控制方法，包括以下步骤：

S1、设置用于供天线印制的介质基板；

S2、控制同轴连接器为天线提供激励信号；

S3、控制接地共面波导及接地共面波导至基片集成波导过渡结构进行射频信号的传输；

S4、控制基片集成波导喇叭进行射频能量的辐射；

S5、控制渐变式辐射贴片增加喇叭天线的带宽到预定值；

S6、控制加载介质基板提升喇叭天线的增益到指定值，具体如上所述。

综上所述，本申请公开了一种基片集成波导喇叭天线，所述天线包括：同轴连接器、接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构、基片集成波导喇叭、渐变式辐射贴片、加载介质基板。所述同轴连接器作为射频信号输入端设置在介质基板最前端；所述接地共面波导、接地共面波导至基片集成波导过渡结构依次设置于同轴连接器后，用于射频信号的传输；所述基片集成波导喇叭设置于接地共面波导至基片集成波导过渡结构之后，用于射频能量的辐射；所述渐变式辐射贴片设置于基片集成波导喇叭之后，用于增加喇叭天线的带宽；所述加载介质基板设置在渐变式辐射贴片后，用于提升喇叭天线的增益。本申请天线具有结构简单、剖面低、易于集成和加工、成本低、大带宽和高增益的特点，可极大提升毫米波无线通信***的性能。

应当理解的是，本申请的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基片集成波导喇叭天线，所述天线包括：

用于供天线印制的介质基板；

设置于所述介质基板前端的同轴连接器(P1)，用于为天线提供激励信号；

设置于所述同轴连接器(P1)后的接地共面波导(W1)及接地共面波导至基片集成波导过渡结构(W2)依次连接，用于射频信号的传输；

设置于所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构(W2)之后的基片集成波导喇叭(H1)，用于射频能量的辐射；

设置于所述基片集成波导喇叭(H1)之后的渐变式辐射贴片(G1)，用于增加喇叭天线的带宽；其中，所述渐变式辐射贴片(G1)包括两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)，所述两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)宽度逐渐变小，所述两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)分别设置于所述介质基板的上表面和下表面，所述两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)每排包括多条平行排列的金属贴片，所述两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)上下对应排列，且尺寸相同；

设置于所述渐变式辐射贴片之后的加载介质基板(L1)，用于提升喇叭天线的增益。

2.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述同轴连接器(P1)由外导体(51)、内导体(52)和绝缘体(53)组成，所述绝缘体(53)设置在外导体(51)和内导体(52)之间，内导体(52)通过探针与接地共面波导(W1)连接。

3.根据权利要求2所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述接地共面波导(W1)的中心导体与同轴连接器(P1)的内导体(52)相连，信号从同轴连接器(P1)传输到接地共面波导(W1)，所传输的电磁波模式由TEM模转换为准TEM模。

4.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述接地共面波导至基片集成波导过渡结构(W2)为一段中心导体逐渐变宽的梯形状接地共面波导结构，其宽度较小的一端连接接地共面波导(W1)，宽度较大的一端连接基片集成波导喇叭(H1)。

5.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述基片集成波导喇叭(H1)由印制在介质基板两侧的金属片与两排金属通孔组成，金属通孔分为第一部分和第二部分，第一部分为两排平行的金属通孔，与接地共面波导至基片集成波导过渡结构(W2)连接；第二部分为梯形金属通孔，由两排张角为预定角度的金属通孔组成，形成喇叭天线的辐射口径；基片集成波导喇叭(H1)的两排金属通孔沿接地共面波导(W1)的中心线对称，信号从接地共面波导(W1)传输到基片集成波导喇叭(H1)，所传输的电磁波模式由准TEM模转换为TE₁₀模。

6.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述辐射贴片(G1)的两排渐变式金属贴片条带(g1、g2)，每一排的金属贴片从所述基片集成波导喇叭(H1)的口径处向外延伸，每一条金属贴片宽度按等差数列依次减小，其宽度满足W_i＝1.9-0.1*i(i＝1，2，3…10)(mm)；且第i条缝隙和第i条金属贴片组成第i对缝隙-条带，每一对缝隙-条带的宽度固定为W _d＝1.9mm。

7.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述渐变式辐射贴片(G1)的形状可变更为三角形，梯形或是椭圆形；所述加载介质基板(L1)的形状可变更为椭圆形。

8.根据权利要求1所述的基片集成波导喇叭天线，其特征在于，所述加载介质基板(L1)的长度可调，用于通过调节所述加载介质基板(L1)的长度提升喇叭天线的增益值。

9.一种如权利要求1-8任一项所述基片集成波导喇叭天线的控制方法，其特征在于，包括步骤：

设置用于供天线印制的介质基板；

控制同轴连接器为天线提供激励信号；

控制接地共面波导及接地共面波导至基片集成波导过渡结构进行射频信号的传输；

控制基片集成波导喇叭进行射频能量的辐射；

控制渐变式辐射贴片增加喇叭天线的带宽到预定值；

控制加载介质基板提升喇叭天线的增益到指定值。

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