缝隙幅度校准的平面喇叭天线制造技术

缝隙幅度校准的平面喇叭天线涉及一种平面喇叭天线。该天线包括集成在一块介质基板(4)上的微带馈线(1)、喇叭天线(2)和缝隙(3)，微带馈线(1)连接天线端口(5)和天线窄端口(6)，喇叭天线(2)由第一金属平面(8)、第二金属平面(10)和两排金属化过孔喇叭侧壁(11)组成，由缝隙(3)构成的中间缝隙(14)、左边缝隙(20)和右边缝隙(21)，在喇叭天线(2)中形成四个子喇叭，四个子喇叭一端离天线窄端口(6)较近，其另一端在天线口径面(19)上。该天线可以提高天线口径效率和增益。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平面喇叭天线，尤其是一种缝隙幅度校准的平面喇叭天线。
技术介绍
喇叭天线在卫星通信、地面微波链路及射电望远镜等系统中有着广泛的应用。但是，三维喇叭天线的较大的几何尺寸和与平面电路工艺的不兼容使得它的成本较高，从而限制了其应用的发展。近年来，基片集成波导技术的提出和发展很好的促进了平面喇叭天线的发展。基片集成波导有尺寸小、重量轻、易于平面集成和加工制作简单等优点。基于基片集成波导的基片集成波导平面喇叭天线除了具有喇叭天线的特点外，还很好的实现了喇叭天线的小型化、轻型化，而且易于集成在微波毫米波平面电路中，但传统的基片集成波导平面喇叭天线的增益相对比较低，其一个重要原因在于由于喇叭口径面上电磁场的幅度很不均匀，中间大两边小，这影响天线的口径效率及辐射性能。目前已有采用介质加载、介质棱镜等方法，矫正喇叭口径场相位的不同步，但是这些方法都不能改善口径面上电磁场幅度分布的均匀性，而且这些相位校准结构增加了天线的整体结构尺寸。
技术实现思路
技术问题:本专利技术的目的是提出一种缝隙幅度校准的平面喇叭天线，在该喇叭天线上下两个平行的金属面上，有多条缝隙用以矫正天线口径面上电磁波的幅度的不一致，增加天线的口径效率和增益。技术方案:本专利技术的缝隙幅度校准的平面喇叭天线包括设置在介质基板上的微带馈线、基片集成波导喇叭天线和缝隙；所述微带馈线的一端是天线的输入输出端口，微带馈线的另一端与基片集成波导喇叭天线的窄端口相接；基片集成波导喇叭天线由位于介质基板一面的第一金属平面、位于介质基板另一面的第二金属平面和穿过介质基板连接第一金属平面和第二金属平面的两排金属化过孔喇叭侧壁组成；第一金属平面和第二金属平面上有多条缝隙并构成中间缝隙、左边缝隙和右边缝隙，中间缝隙、左边缝隙和右边缝隙的长度大于一个波长；中间缝隙形状是一段直线，其头端靠近基片集成波导喇叭天线的窄端口，其尾端在天线口径面上；中间缝隙位于基片集成波导喇叭天线的两个侧壁中间的位置，并把基片集成波导喇叭天线分为对称的左边子喇叭和右边子喇叭；左边缝隙和右边缝隙形状都是由头端部分、多边形和尾端部分三段相连构成，左边缝隙和右边缝隙的头端都靠近喇叭天线的窄端口的方向，左边缝隙和右边缝隙的尾端在天线口径面上；左边缝隙把左边子喇叭分成第一子喇叭和第二子喇叭；右边缝隙把右边子喇叭分成第三子喇叭和第四子喇叭；选择左边缝隙中头端部分或多边形在左边子喇叭中的位置，调整在第一子喇叭和第二子喇叭中传输的电磁波的相对功率；选择右边缝隙中头端部分或多边形在右边子喇叭中的位置，调整在第三子喇叭和第四子喇叭中传输的电磁波的相对功率。所述的左边缝隙和右边缝隙中的头端部分或尾端部分的形状可以是直线、折线或指数线等；左边缝隙和右边缝隙中的多边形可以是三角形、四边形、五边形或边数超过五的多边形。所述的左边子喇叭和右边子喇叭的宽度均要保证电磁波可以在左边子喇叭和右边子喇叭中传输而不被截止。所述的第一子喇叭、第二子喇叭、第三子喇叭和第四子喇叭的宽度均要保证电磁波可以在第一子喇叭、第二子喇叭、第三子喇叭和第四子喇叭中传输而不被截止。所述的第一子喇叭、第二子喇叭、第三子喇叭和第四子喇叭的一端均朝着天线窄端口的方向，第一子喇叭、第二子喇叭、第三子喇叭和第四子喇叭的另一端均在天线口径面上，第一子喇叭、第二子喇叭、第三子喇叭和第四子喇叭接近天线口径面的一段都是直线段。所述的两排金属化过孔喇叭侧壁，由一段窄平行段接一段逐渐张开成喇叭形然后再接一段宽平行段构成。金属化过孔喇叭侧壁中，相邻的两个金属化过孔的间距要小于或等于工作波长的十分之一，使得构成的金属化过孔喇叭侧壁能够等效为电壁。在基片集成波导喇叭天线的底面金属平面上的缝隙与顶面金属平面上的缝隙一一对应，在基片集成波导喇叭天线底面金属平面上的缝隙与顶面金属平面上的缝隙的形状一样、数量相等，底面金属平面上的缝隙在底面金属平面上的位置与顶面金属平面上的缝隙在顶面金属平面上的位置一样。在子喇叭中，电磁波的场强幅度分布规律与子喇叭端口的宽度有关，如果多个子喇叭的宽度都一样，其电磁波的场强幅度分布规律就相同；而且如果这些子喇叭输入的功率都是相同的话，则这些子喇叭端口上的场强幅度大小及分布都相同。电磁波从微带馈线的一端输入，经过微带馈线的另一端进入基片集成波导喇叭天线，传播一段距离后，遇到中间缝隙，就分成功率相等的两路分别进入左右两个子喇叭传输。左右两个子喇叭完全对称，以左边的子喇叭为例说明。当电磁波进入左边的子喇叭传输后一段距离后，将遇到左边缝隙，再被分成两路通过子喇叭向口径面传输；调整在左边子喇叭中左边缝隙的头端部分及多边形顶点的位置，可以调整通过两个子喇叭传输的电磁波的相对功率，进而调整通过两个子喇叭传输的电磁波在口径面上的相对幅度；如果这两个子喇叭在天线口径面上的端口宽度相等，调整在左边子喇叭中左边缝隙的头端部分及多边形顶点的位置，可以使得通过两个子喇叭传输的电磁波的功率相等，这样在天线口径面上这两个子喇叭端口的场强幅度就相等；电磁波在右边的子喇叭中传输也是同样的情况。以上述方式就可以控制在天线口径面上电磁波的幅度分布，如果保持在天线口径面上的四个子喇叭的端口宽度相等，并调整缝隙的头端部分及多边形顶点的位置使得在四个子喇叭传输电磁波的功率都一致，就可以使得在天线口径面上四个端口的场强幅度分布一样，这样就可以达到提高天线的口径效率和增益的目的。同理也可以按照需要在天线的口径面上实现特定的场强幅度分布。有益效果:本专利技术缝隙幅度校准的平面喇叭天线的有益效果是，可以按照需要调整天线口径面上的幅度分布，可以提高天线口径面上的幅度分布的一致性，增加了天线的口径效率和增益。【附图说明】图1为缝隙幅度校准的平面喇叭天线正面结构示意图。图2为缝隙幅度校准的平面喇叭天线反面结构示意图。图中有:微带馈线1、基片集成波导喇叭天线2、缝隙3、介质基板4、天线的输入输出端口 5，天线2的窄端口 6、导带7、第一金属平面8、接地面9、第二金属平面10、金属化过孔喇叭侧壁11、天线的窄平行段12、天线的宽平行段13、中间缝隙14、左边子喇叭15、右边子喇叭16、中间缝隙的头端17、中间缝隙的尾端18、天线的口径面19、左边缝隙20、右边缝隙21、第一子喇叭22、第二子喇叭23、第三子喇叭24和第四子喇叭25。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。本专利技术所采用的实施方案是:缝隙幅度校准的平面喇叭天线包括设置在介质基板4上的微带馈线1、基片集成波导喇叭天线2和缝隙3 ;所述微带馈线I的一端是天线的输入输出端口 5，微带馈线I的另一端与基片集成波导喇叭天线2的窄端口 6相接；基片集成波导喇B八天线2由位于介质基板4 一面的第一金属平面8、位于介质基板4另一面的第二金属平面10和穿过介质基板4连接第一金属平面8和第二金属平面10的两排金属化过孔喇叭侧壁11组成；第一金属平面8和第二金属平面10上有多条缝隙3并构成中间缝隙14、左边缝隙20和右边缝隙21，中间缝隙14、左边缝隙20和右边缝隙21的长度大于一个波长；中间缝隙14形状是一段直线，其头端17靠近基片集成波导喇叭天线2的窄端口 6，其尾端18在天线口径面19上；中间缝隙14位于基片集成波导喇叭天线2的两个侧壁1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种缝隙幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于该天线包括设置在介质基板(4)上的微带馈线(1)、基片集成波导喇叭天线(2)和缝隙(3)；所述微带馈线(1)的一端是天线的输入输出端口(5)，微带馈线(1)的另一端与基片集成波导喇叭天线(2)的窄端口(6)相接；基片集成波导喇叭天线(2)由位于介质基板(4)一面的第一金属平面(8)、位于介质基板(4)另一面的第二金属平面(10)和穿过介质基板(4)连接第一金属平面(8)和第二金属平面(10)的两排金属化过孔喇叭侧壁(11)组成；第一金属平面(8)和第二金属平面(10)上有多条缝隙(3)并构成中间缝隙(14)、左边缝隙(20)和右边缝隙(21)，中间缝隙(14)、左边缝隙(20)和右边缝隙(21)的长度大于一个波长；中间缝隙(14)形状是一段直线，其头端(17)靠近基片集成波导喇叭天线(2)的窄端口(6)，其尾端(18)在天线口径面(19)上；中间缝隙(14)位于基片集成波导喇叭天线(2)的两个侧壁(11)中间的位置，并把基片集成波导喇叭天线(2)分为对称的左边子喇叭(15)和右边子喇叭(16)；左边缝隙(20)和右边缝隙(21)形状都是由头端部分、多边形和尾端部分三段相连构成，左边缝隙(20)和右边缝隙(21)的头端都靠近喇叭天线的窄端口(6)的方向，左边缝隙(20)和右边缝隙(21)的尾端在天线口径面(19)上；左边缝隙(20)把左边子喇叭(15)分成第一子喇叭(22)和第二子喇叭(23)；右边缝隙(21)把右边子喇叭(16)分成第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25)；选择左边缝隙(20)中头端部分或多边形在左边子喇叭(15)中的位置，调整在第一子喇叭(22)和第二子喇叭(23)中传输的电磁波的相对功率；选择右边缝隙(21)中头端部分或多边形在右边子喇叭(16)中的位置，调整在第三子喇叭(24)和第四子喇叭(25)中传输的电磁波的相对功率。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘蕾蕾，徐心淼，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32