縫隙相位校準的平面喇叭天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種平面喇叭天線，尤其是一種縫隙相位校準的平面喇叭天線。
【背景技術(shù)】
[0002]喇叭天線在衛(wèi)星通信、地面微波鏈路及射電望遠鏡等系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。但是，三維喇叭天線的巨大幾何尺寸制約了其在平面電路中的應(yīng)用和發(fā)展。近年來，基片集成波導(dǎo)技術(shù)的提出和發(fā)展很好的促進了平面喇叭天線的發(fā)展?；刹▽?dǎo)有尺寸小、重量輕、易于集成和加工制作等優(yōu)點?；诨刹▽?dǎo)的平面的基片集成波導(dǎo)平面喇叭天線除了具有喇叭天線的特點外，還很好的實現(xiàn)了喇叭天線的小型化、輕型化，而且易于集成在微波毫米波平面電路中，但傳統(tǒng)的基片集成波導(dǎo)平面喇叭天線的增益相對比較低，其原因在于由于喇叭口不斷的張開，導(dǎo)致電磁波傳播到喇叭口徑面時出現(xiàn)相位不同步，口徑電場強度的相位分布不均勻，輻射方向性和增益降低。目前已有采用介質(zhì)加載、介質(zhì)棱鏡等方法，矯正喇叭口徑場，但是這些方法均是在平面喇叭外部通過添加相位或者電場校準結(jié)構(gòu)實現(xiàn)目的，增加了天線的整體結(jié)構(gòu)尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提出一種縫隙相位校準的平面喇叭天線，在該喇叭天線上下兩個平行的金屬面上，有多條縫隙以矯正天線口徑面上電磁波的相位不一致、改善天線口徑面上相位分布的同相性，增加天線的口徑效率和增益。
[0004]技術(shù)方案:本發(fā)明的縫隙相位校準的平面喇叭天線包括設(shè)置在介質(zhì)基板上的微帶饋線、基片集成波導(dǎo)喇叭天線和縫隙；所述微帶饋線的第一端口是該天線的輸入輸出端口，微帶饋線的第二端口與基片集成波導(dǎo)喇叭天線相接；基片集成波導(dǎo)喇叭天線由位于介質(zhì)基板一面的第一金屬平面、位于介質(zhì)基板另一面的第二金屬平面和穿過介質(zhì)基板連接第一金屬平面和第二金屬平面的兩排金屬化過孔喇叭側(cè)壁組成；基片集成波導(dǎo)喇叭天線中的第一金屬平面和第二金屬平面均有數(shù)條縫隙，縫隙的長度大于一個波長，縫隙的一端在基片集成波導(dǎo)天線的內(nèi)部，縫隙的另一端位于天線口徑面上，縫隙在基片集成波導(dǎo)喇叭的內(nèi)部形成多個子喇口八;
[0005]所述的縫隙的形狀是折線、指數(shù)線和其它曲線等，不同縫隙的寬度可以是不同的，每條縫隙的寬度可以是不均勻的；
[0006]所述的一條或數(shù)條縫隙中，調(diào)整相鄰兩條縫隙之間的距離、或者調(diào)整一條縫隙與基片集成波導(dǎo)喇叭天線側(cè)壁金屬化過孔之間的距離、或者改變一條或者多條縫隙的長度，能夠使得到達天線的口徑面上電磁波相位分布更均勻，或者使得到達天線的口徑面上電磁波相位按照需要分布；調(diào)節(jié)某條縫隙的寬度，可以改變該條縫隙兩邊的子喇叭中電磁波的相速，能夠使得到達天線的口徑面上電磁波相位分布更均勻，或者使得到達天線的口徑面上電磁波相位按照需要分布。
[0007]微帶饋線的導(dǎo)帶與第一金屬平面相接，微帶饋線的接地面與第二金屬平面相接。
[0008]相鄰兩條縫隙之間的距離要保證其主模可以傳輸而不被截止。
[0009]所述的金屬化過孔喇叭側(cè)壁中，相鄰的兩個金屬化過孔的間距要小于或等于工作波長的十分之一，使得構(gòu)成的金屬化過孔喇叭側(cè)壁能夠等效為電壁。
[0010]在基片集成波導(dǎo)喇叭天線的底面金屬平面上的縫隙與頂面金屬平面上的縫隙一一對應(yīng)，在基片集成波導(dǎo)喇叭天線底面金屬平面上的縫隙與頂面金屬平面上的縫隙的形狀一樣、數(shù)量相等，底面金屬平面上的縫隙在底面金屬平面上的位置與頂面金屬平面上的縫隙在頂面金屬平面上的位置一樣。
[0011]在基片集成波導(dǎo)喇叭的第一金屬平面和第二金屬平面上的縫隙，把基片集成波導(dǎo)喇叭分成數(shù)個子喇叭。在子喇叭中電磁波的傳播相速都與子喇叭的寬度有關(guān)，子喇叭的寬度越寬，其中電磁波的傳播相速就越低；反之，子喇叭的寬度越窄，電磁波的傳播相速就越高。來自封裝內(nèi)部電路的電磁波信號從金屬化垂直過孔饋線的一端通過天線的輸入輸出端口進入到基片集成波導(dǎo)喇叭天線，在向天線的口徑面方向傳播一段距離后，遇到一條或者數(shù)條縫隙，就分成兩路或者多路，進入子喇叭傳播，再通過子喇叭到達天線的口徑面；在天線口徑面上的電磁波，是通過不同子喇叭到達的，而且各路經(jīng)過的路徑長度有差異，到達天線口徑面的邊緣的電磁波所經(jīng)過的路程較遠，但經(jīng)過的子喇叭的寬度較窄，電磁波的相速較快；而到達天線口徑面中心附近的電磁波所經(jīng)過路程較近，但經(jīng)過的子喇叭的寬度較寬，電磁波的相速較慢。這樣通過不同子喇叭到達天線口徑面電磁波的相位保持一致，就達到提高天線增益的目的。同理也可以按照需要在天線的口徑面實現(xiàn)特定的相位分布。
[0012]有益效果:本發(fā)明縫隙相位校準的平面喇叭天線的有益效果是，可以按照需要在天線的口徑面實現(xiàn)特定的相位分布，也可提高天線口徑面上電磁波的相位的一致性，進而增加了天線的口徑效率和增益。
【附圖說明】
[0013]圖1為縫隙相位校準的平面喇叭天線結(jié)構(gòu)正面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖2為縫隙相位校準的平面喇叭天線結(jié)構(gòu)反面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中有:微帶饋線1、基片集成波導(dǎo)喇叭天線2、縫隙3、介質(zhì)基板4、第一端口5、第二端口 6、導(dǎo)帶7、第一金屬平面8、接地面9、第二金屬平面10、金屬化過孔喇叭側(cè)壁11、子喇叭12和喇叭天線的口徑面13。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明。
[0017]本發(fā)明所采用的實施方案是:縫隙相位校準的平面喇叭天線包括設(shè)置在介質(zhì)基板4上的微帶饋線1、基片集成波導(dǎo)喇叭天線2和縫隙3 ;所述微帶饋線I的第一端口 5是該天線的輸入輸出端口，微帶饋線I的第二端口 6與基片集成波導(dǎo)喇叭天線2相接；基片集成波導(dǎo)喇叭天線2由位于介質(zhì)基板4 一面的第一金屬平面8、位于介質(zhì)基板4另一面的第二金屬平面10和穿過介質(zhì)基板4連接第一金屬平面8和第二金屬平面10的兩排金屬化過孔喇叭側(cè)壁11組成；基片集成波導(dǎo)喇叭天線2中的第一金屬平面8和第二金屬平面10均有數(shù)條縫隙3，縫隙3的長度大于一個波長，縫隙3的一端在基片集成波導(dǎo)天線2的內(nèi)部，縫隙3的另一端位于天線口徑面13上，縫隙3在基片集成波導(dǎo)喇叭2的內(nèi)部形成多個子喇叭12 ;所述的縫隙3的形狀是折線、指數(shù)線和其它曲線等，不同縫隙3的寬度可以是不同的，每條縫隙3的寬度可以是不均勻的；所述的