CN111416206A - 一种基片集成波导缝隙天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基片集成波导缝隙天线，涉及天线技术领域。用以解决现有的基片集成波导缝隙阵列天线存在侧面馈电以及带宽不足的问题。该天线包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线；所述馈线通过所述阶梯阻抗变换器与所述辐射面电联接；所述射频连接器穿过PCB板与所述馈线电联接；所述金属缝隙辐射体设置所述辐射面上，所述辐射面设置在PCB板上。
Description
技术领域
本发明涉及天线技术领域，更具体的涉及一种基片集成波导缝隙天线。
背景技术
传统的金属波导缝隙阵列天线具有方向图可以赋形、主瓣宽度窄、交叉极化电平低等优异特性，因此被广泛应用于船用导航雷达和通信***之中。但是传统的金属波导存在体积大、重量重、材料成本高、加工费用昂贵等问题，且金属波导在加工完成后还需要通过调谐来修正误差，存在难以批量生产的问题。
基片集成波导缝隙阵列天线是一种新型的微波毫米波集成元件，该天线不仅具有传统的金属波导缝隙阵列天线的优点，而且能弥补传统的金属波导缝隙整理天线的不足。基片集成波导缝隙阵列天线是侧面馈电，会增加天线的横向尺寸，因此导致基片集成波导缝隙阵列天线与设备连接存在不方便的问题；再者，基片集成波导缝隙阵列天线也存在带宽不足的问题。
综上所述，现有的基片集成波导缝隙阵列天线存在侧面馈电以及带宽不足的问题。
发明内容
本发明实施例提供一种基片集成波导缝隙天线，用以解决现有的基片集成波导缝隙阵列天线存在侧面馈电以及带宽不足的问题。
本发明实施例提供一种基片集成波导缝隙天线，包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线；
所述馈线通过所述阶梯阻抗变换器与所述辐射面电联接；
所述射频连接器穿过PCB板与所述馈线电联接；
所述金属缝隙辐射体设置所述辐射面上，所述辐射面设置在PCB板上。
优选地，所述设置在所述辐射面上的所述金属缝隙辐射体的数量至少包括3个；
多个所述金属缝隙辐射体的长度和宽度一致。
优选地，所述阶梯阻抗变换器包括的阶梯介于1～3个，所述阶梯的形状为矩形。
优选地，所述阶梯的长度为0.38个波导的波长，所述阶梯的宽度为0.38个波导的波长。
优选地，所述辐射面为基片集成波导。
优选地，所述射频连接器从底面金属地通过所述PCB板上的通孔，延伸至所述PCB板的正面与所述馈线电联接。
优选地，所述辐射体距离所述的辐射面中心线的距离从中间至两边逐渐变小。
本发明实施例提供一种基片集成波导缝隙天线，包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线；所述馈线通过所述阶梯阻抗变换器与所述辐射面电联接；所述射频连接器穿过PCB板与所述馈线电联接；所述金属缝隙辐射体设置所述辐射面上，所述辐射面设置在PCB板上。该天线通过设置阶梯阻抗变换器，将馈线与辐射面电联接加强了天线的阻抗匹配，从而可以提升天线的带宽；再者，射频连接器穿过PCB板与馈线电连接，减少了天线的横向尺寸，从而解决了天线侧面馈电的问题。
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为本发明实施例提供的一种基片集成波导缝隙天线结构示意图；
图2为本发明实施例提供的射频连接器结构示意图；
图3为本发明实施例提供的波导缝隙天线的电压驻波比示意图；
图4为本发明实施例提供的波导缝隙天线的水平面辐射方向示意图；
图5为本发明实施例提供的波导缝隙天线的俯仰面辐射方向示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1示例性的示出了本发明实施例提供的一种波导缝隙天线结构示意图，如图1所示，该天线主要包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线。
在实际应用中，基片集成波导缝隙阵列天线是侧面馈电，会增加天线的横向尺寸，因此导致基片集成波导缝隙阵列天线与设备连接存在不方便的问题。在本发明实施例中，为了解决上述问题，优选地，在天线设置了阶梯阻抗变换器，阶梯阻抗变换器的一端与辐射面电联接，另一端与馈线电联接，通过上述设置，可以解决现有天线存在横向尺寸比较大，且存在天线与设备之间连接存在不方便的问题。
具体地，本发明实施例提供的阶梯阻抗变换器包括的台阶可以是1个台阶，可以是2个台阶，也可以是3个台阶。每个台阶的形状均为矩形，具体地，台阶的长度为0.38个波导的波长。在本发明实施例中，对阶梯阻抗变换器包括的台阶的数量不做限定，再者对台阶的长度和宽度也不做具体的限定。由于馈线阻抗是50欧姆，天线辐射面不一定是50欧姆，通过阶梯阻抗变换器，可以把50欧姆阻抗逐步变化到天线辐射面的阻抗，从而增加天线的工作带宽。
进一步地，由于现有的基片集成波导缝隙阵列天线存在侧面馈电，横向尺寸过长的问题，在本发明实施例中，射频连接器从底面金属地通过PCB板上的通孔，延伸至PCB板的正面与馈线电联接。从而解决了现有天线存在侧面馈电，横向尺寸过长的问题。
如图1所示，该波导缝隙天线包括的辐射面以及通过刻蚀的方法设置在辐射面上的金属缝隙辐射体。具体地，设置在辐射面上的金属缝隙辐射体的数量至少包括3个，在实际应用中，一般设置在辐射面上的金属缝隙辐射体的数量可以介于3～20个。在本发明实施例中，对设置在辐射面上的金属缝隙辐射体的具体数量不做限定。
进一步地，设置在辐射面上的金属缝隙辐射体的形状相同，即多个金属缝隙辐射体的宽度一致，长度也一致。再者，辐射体距离的辐射面中心线的距离从中间至两边逐渐变小，辐射体与辐射面中心线距离的变化，使得每个辐射体上的电流大小从中间至两边呈泰勒分布，从而降低天线的副瓣电平，使辐射能量更集中。
在本发明实施例中，辐射面为基片集成的波导，基片集成波导具有体积小、重量轻、材料成本低、加工费用低的优点，且具有金属波导损耗小的特性。
为了进一步介绍本发明实施例提供的一种波导缝隙天线，以下提供实施例一来说明该波导缝隙天线。
本发明实施例提供一种波导缝隙天线，该天线包括金属缝隙辐射体的数量为12个，阶梯阻抗变换器的台阶数量为1个，阶梯阻抗变换器的尺寸为1mm*1mm；馈线通过阶梯阻抗变换器与辐射面电联接，射频连接器穿过PCB板与馈线电联接，金属缝隙辐射体设置所述辐射面上。
图3为本发明实施例提供的波导缝隙天线的电压驻波比示意图，图4为本发明实施例提供的波导缝隙天线的水平面辐射方向示意图，图5为本发明实施例提供的波导缝隙天线的俯仰面辐射方向示意图。通过该方式制备的波导缝隙天线的尺寸为183mm*9mm，将该波导缝隙天线应用于X波段宽带基片集成波导缝隙天线。其仿真结果如图2～图5所示。
通过图3的电压驻波比示意图可知，天线在10.469GHz～10.584GHz电压驻波比小于1.6，工作带宽达到1.1％；通过图4的水平面方向图可知，天线增益达到14.77dB，波束宽度为11.3°，副瓣电平为20dB；通过图5的俯仰面方向图可知，波束宽度为110.9°。
综上所述，本发明实施例提供一种波导缝隙天线，包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线；所述馈线通过所述阶梯阻抗变换器与所述辐射面电联接；所述射频连接器穿过PCB板与所述馈线电联接；所述金属缝隙辐射体设置所述辐射面上，所述辐射面设置在PCB板上。该天线通过设置阶梯阻抗变换器，将馈线与辐射面电联接加强了天线的阻抗匹配，从而可以提升天线的带宽；再者，射频连接器穿过PCB板与馈线电连接，减少了天线的横向尺寸，从而解决了天线侧面馈电的问题。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (7)
1.一种基片集成波导缝隙天线，其特征在于，包括：辐射面，金属缝隙辐射体，阶梯阻抗变换器，射频连接器和馈线；
所述馈线通过所述阶梯阻抗变换器与所述辐射面电联接；
所述射频连接器穿过PCB板与所述馈线电联接；
所述金属缝隙辐射体设置所述辐射面上，所述辐射面设置在PCB板上。
2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述设置在所述辐射面上的所述金属缝隙辐射体的数量至少包括3个；
多个所述金属缝隙辐射体的长度和宽度一致。
3.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述阶梯阻抗变换器包括的阶梯介于1～3个，所述阶梯的形状为矩形。
4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，所述阶梯的长度为0.38个波导的波长，所述阶梯的宽度为0.38个波导的波长。
5.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射面为基片集成波导。
6.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述射频连接器从底面金属地通过所述PCB板上的通孔，延伸至所述PCB板的正面与所述馈线电联接。
7.如权利要求1所述的天线，其特征在于，所述辐射体距离所述的辐射面中心线的距离从中间至两边逐渐变小。
Priority Applications (1)
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| CN202010288069.4A CN111416206A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种基片集成波导缝隙天线 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN202010288069.4A CN111416206A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种基片集成波导缝隙天线 |
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| CN111416206A true CN111416206A (zh) | 2020-07-14 |
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| CN202010288069.4A Pending CN111416206A (zh) | 2020-04-13 | 2020-04-13 | 一种基片集成波导缝隙天线 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN111416206A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111916910A (zh) * | 2020-09-03 | 2020-11-10 | 上海无线电设备研究所 | 基片集成波导缝隙天线 |
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2020
- 2020-04-13 CN CN202010288069.4A patent/CN111416206A/zh active Pending
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