CN106602274B - 一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线及其设计方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于微波无源器件领域，具体为一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线及其设计方法。由于角锥喇叭口的阻抗计算复杂且与基片集成波导阻抗相差较大，本发明通过采用二次函数曲线切刮掉SIW角锥喇叭天线H面上的铜层，从而实现回波损耗的降低。本发明相比现有SIW角锥喇叭天线，实现了更低的回波损耗。可应用于X波段，其回波损耗大于16dB。

Description

一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线及其设计方法
技术领域
本发明属于微波无源器件领域，涉及微波集成技术，具体为一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线及其设计方法。
背景技术
众所周知，矩形波导与一般传输线相比有许多优点，但其立体结构很难在平面结构中应用。近年来有学者提出基片集成波导(SIW)的概念，使得这种困难迎刃而解。这种新型波导由加工在介质基片上的两排金属通孔和介质基片构成，保留了传统矩形波导的很多优点，如高功率容量和高Q值等，同时基片集成波导又兼具微带传输线的一些优点，如：低剖面，体积小，重量轻，价格低、易于与其他平面电路集成等。因此基片集成波导成为一种很好的设计平台，在微波毫米波有源及无源器件的设计中获得广泛应用。
SIW角锥喇叭天线，作为矩形波导角锥天线和SIW的结合具有很多优点，包括SIW角锥部分与SIW传输线部分，但是现有技术的发展对于其低回波损耗需求愈演愈烈。
发明内容
为解决SIW角锥喇叭天线的低回波损耗需求。本发明提供了一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线及其设计方法，通过刮掉角锥喇叭天线H面上的铜层，实现回波损耗降低。
具体技术方案如下：
一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线的设计方法，其具体步骤如下：
步骤1、在SIW角锥喇叭天线上建立相对坐标系：
以SIW角锥部分与SIW传输线部分连接边为y轴，其中点为坐标原点，择同侧H面口径边中点与坐标原点的连线为x轴建立相对坐标系。
步骤2、以二次函数y＝160*x*x在步骤1坐标系中作曲线,然后将该曲线沿x轴平移，平移距离D为2-17mm，15≤x≤20mm。
步骤3、再将该曲线沿x轴在H面对称做曲线。
步骤4、将最终得到的曲线靠近H面喇叭口一侧区域内的金属层刮掉，另一个H面做同样的操作。
一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线，采用上述方法设计制备，应用于X波段，其回波损耗大于16dB。
由于角锥喇叭口的阻抗计算复杂且与基片集成波导阻抗相差较大，本发明通过刮掉H面喇叭口上的部分铜层来减小与基片集成波导的阻抗差，从而实现小的回波损耗；采用的是二次函数曲线切刮铜层。
综上所述，本发明相比现有SIW角锥喇叭天线，实现了更低的回波损耗。
附图说明
图1现有SIW角锥喇叭天线结构坐标系示意图；
图2实施例SIW角锥喇叭天线结构坐标系示意图；
图3角锥喇叭天线S11参数曲线图；
图4角锥喇叭天线方向增益图；
图5角锥喇叭天线Smith圆图；
图6实施例的角锥喇叭天线S11参数曲线图；
图7实施例的角锥喇叭天线方向增益图；
图8实施例的角锥喇叭天线Smith圆图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明做进一步的详细说明。
SIW角锥喇叭天线，具体参数为w1＝10.24mm，L1＝7.5mm,d＝0.8mm,p＝1.5mm,w2＝18mm,h2＝30mm,l2＝20mm,w1为SIW传输线宽边，L1为SIW传输线长度，d为通孔半径，p为通孔间距，基板厚度为1mm,铜层厚度为0.0175mm，w2为角锥喇叭口宽边，h2为角锥喇叭口窄边，l2为角锥喇叭长度。在HFSS中建模仿真得到在8.5GHz-12GHz内回波损耗大于13dB。
在HFSS中建模，在SIW角锥喇叭天线上建立相对坐标系，以二次函数为y＝160*x*x，15≤x≤20mm做曲线,再沿x轴平移，取D＝4.5mm，然后再将该曲线沿x轴在H面对称做曲线。
最后将最终得到的曲线靠近H面喇叭口一侧区域内的金属层刮掉，另一个H面做同样的操作。
仿真得到结果与原角锥喇叭口天线相比较可以看出，回波损耗减小。得到的角锥喇叭天线在8.5GHz到12GHz内回波损耗大于16dB，与传统角锥喇叭相比，回波损耗降低。介质基板采用Polyflon CuFlon基板，介电常数为2.1,损耗正切为0.00045，基板厚度为1mm,上下两面均覆有铜层，覆铜厚度为0.0175mm。

Claims (3)

1.一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线的设计方法，应用于X频段，其具体步骤如下：
步骤1、在SIW角锥喇叭天线上建立相对坐标系：
以SIW角锥部分与SIW传输线部分连接边为y轴，其中点为坐标原点，择同侧H面口径边中点与坐标原点的连线为x轴建立相对坐标系；
步骤2、以二次函数y＝160*x*x在步骤1坐标系中作曲线,然后将该曲线沿x轴平移，平移距离D为2-17mm，15≤x≤20mm；
步骤3、再将该曲线沿x轴在H面对称做曲线；
步骤4、将最终得到的曲线靠近H面喇叭口一侧区域内的金属层刮掉，另一个H面做同样的操作。
2.一种基片集成波导宽带角锥喇叭天线，采用权利要求1所述方法制备。
3.如权利要求2所述基片集成波导宽带角锥喇叭天线，其特征在于：应用于X波段，回波损耗大于16dB。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109546353B (zh) * 2018-11-15 2021-06-01 西安科锐盛创新科技有限公司 一种尖角形的全息天线
CN113536523B (zh) * 2021-03-01 2023-03-14 电子科技大学 一种x波段贴片siw喇叭天线的q值优化设计方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104505570A (zh) * 2014-12-10 2015-04-08 电子科技大学 一种基于基片集成波导的宽带功率合成器
CN105098367A (zh) * 2014-04-30 2015-11-25 华为技术有限公司 一种角锥喇叭天线及其设计方法
CN106033843A (zh) * 2016-06-24 2016-10-19 电子科技大学 一种加载金属栅的角锥喇叭天线及其设计方法
CN106099374A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 电子科技大学 一种介质加载的siw棱锥喇叭天线及其设计方法
WO2017113127A1 (zh) * 2015-12-29 2017-07-06 电子科技大学成都研究院 一种基片集成波导喇叭天线

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105098367A (zh) * 2014-04-30 2015-11-25 华为技术有限公司 一种角锥喇叭天线及其设计方法
CN104505570A (zh) * 2014-12-10 2015-04-08 电子科技大学 一种基于基片集成波导的宽带功率合成器
WO2017113127A1 (zh) * 2015-12-29 2017-07-06 电子科技大学成都研究院 一种基片集成波导喇叭天线
CN106099374A (zh) * 2016-06-13 2016-11-09 电子科技大学 一种介质加载的siw棱锥喇叭天线及其设计方法
CN106033843A (zh) * 2016-06-24 2016-10-19 电子科技大学 一种加载金属栅的角锥喇叭天线及其设计方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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