CN108666750B - 基片集成波导圆极化天线 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种基片集成波导圆极化天线，介质基片包括第一基面和与第一基面相对的第二基面；导电层在介质基片上的正投影为等腰直角三角形，导电层上设有第一矩形缝隙，第一矩形缝隙的中心线与导电层的第一直角边相互垂直；接地层上开设有孔；第一金属通孔阵列，第一金属通孔阵列包括若干第一金属通孔，各第一金属通孔的中心在同一直线上，且该直线与导电层的斜边相互平行，各第一金属通孔贯穿导电层、介质基片以及接地层、并导通导电层和接地层，各第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1；馈线探针，馈线探针贯穿介质基片，馈线探针为同轴线缆，本发明高度小型化，并易于集成。

Description

基片集成波导圆极化天线
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域，特别是涉及一种基片集成波导天线。
背景技术
随着设备小型化需求日益增长，各种着眼于减小设备体积的技术应运而生。随着这些技术的广泛应用和逐步成熟，各种有源或无源器件体积更小、集成度更高。例如，天线是很多类电子设备中实现通信必不可少的器件，天线包括基片集成波导圆极化天线，缩减天线的尺寸对这些电子设备的小型化也起着很大的作用。
但是，在实现过程中，发明人发现传统技术中至少存在如下问题：传统的基片集成波导圆极化天线要么利用全模基片集成波导结构，要么采用阵列天线结构，导致天线尺寸过大不利于电子设备小型化。
发明内容
基于此，有必要针对传统的基片集成波导圆极化天线尺寸过大的问题，提供一种基片集成波导天线。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种基片集成波导圆极化天线，包括：
介质基片，介质基片包括第一基面和与第一基面相对的第二基面；
导电层，导电层设置于第一基面上，导电层在介质基片上的正投影为等腰直角三角形，导电层上设有第一矩形缝隙，第一矩形缝隙的中心线与导电层的第一直角边相互垂直；
接地层，接地层铺满第二基面，接地层上开设有孔；
第一金属通孔阵列，第一金属通孔阵列包括若干第一金属通孔，各第一金属通孔的中心在同一直线上，且该直线与导电层的斜边相互平行，各第一金属通孔贯穿导电层、介质基片以及接地层、并导通导电层和接地层，各第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1，且直径D1小于导电层的斜边长度的十分之一；
馈线探针，馈线探针贯穿介质基片，馈线探针为同轴线缆，馈线探针的第一端通过中心导线与导电层电连接、且另一端穿过接地层上的孔并通过馈线探针的外围导电层与接地层电连接。
在其中一个实施例中，还包括第二金属通孔阵列，第二金属通孔阵列平行于第一金属通孔阵列设置，第二金属通孔阵列包括若干第二金属通孔，且各第二金属通孔贯穿导电层、介质基片以及接地层、并导通导电层和接地层，各第二金属通孔的直径D2相等，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D2，且直径D2小于导电层的斜边长度的十分之一。
在其中一个实施例中，直径D1等于直径D2。
在其中一个实施例中，介质基片为正方形介质基片。
在其中一个实施例中，导电层的第一直角边与正方形介质基片任意一条边相互平行，且导电层的直角顶点到与之最相邻的两条边的垂直距离相等。
在其中一个实施例中，导电层上还开设有第二矩形缝隙；第二矩形缝隙的中心线与导电层的第二直角边相互垂直。
在其中一个实施例中，导电层的直角顶点到第一矩形缝隙的中心线的垂直距离与导电层的直角顶点到第二矩形缝隙的中心线的垂直距离相等。
在其中一个实施例中，第一矩形缝隙的中心线垂直相交于导电层的第一直角边的中点；第二矩形缝隙的中心线垂直相交于导电层的第二直角边的中点。
在其中一个实施例中，导电层上还开设有第三矩形缝隙；第三矩形缝隙的中心线垂直相交于导电层的斜边的中点。
在其中一个实施例中，第一矩形缝隙、第二矩形缝隙以及第三矩形缝隙的最大缝宽相等。
上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点和有益效果：
将四分之一模的导电层设置于介质基片的第一基面上，导电层上开设有垂直于导电层的第一直角边的第一矩形缝隙，第一金属通孔阵列包含的各金属通孔贯穿于导电层、介质基片以及接地层，各金属通孔的中心在同一直线上、且该直线与导电层的斜边相互平行，各金属通孔的直径相等，任意相邻的两个金属通孔之间的间距小于0.25λ且小于4D1，且直径D1小于导电层的斜边长度的十分之一，同轴线缆的馈线探针的一端通过中心导线电连接导电层、另一端通过外围导电层电连接接地层，构成本发明的具备四分之一模的基片集成波导圆极化天线，使得本发明基片集成波导圆极化天线高度小型化，并易于集成，能够利用简单的结构辐射出圆极化电磁波。
附图说明
通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将变得更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分，且并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的第一结构示意图；
图2为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的导电层的第一平面结构示意图；
图3为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的导电层的第二平面结构示意图；
图4为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的导电层的第三平面结构示意图；
图5为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的导电层的第四平面结构示意图；
图6为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的第二结构示意图；
图7为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的导电层的尺寸标注示意图；
图8为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的介质基片的尺寸标注示意图；
图9为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的接地层的尺寸标注示意图；
图10为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的反射系数S11的仿真与实测曲线；
图11为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的轴比AR的仿真与实测曲线；
图12为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的增益Gain的仿真与实测曲线；
图13为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的在11.10GHz处沿零角度的仿真与实测辐射方向图；
图14为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的在11.10GHz处沿90°角度的仿真与实测辐射方向图；
图15为在一个实施例中本发明基片集成波导圆极化天线的不同缝隙个数的反射系数曲线。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的首选实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件并与之结合为一体，或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“设置”、“铺满”、“第一端”、“另一端”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
为了解决传统的基片集成波导圆极化天线尺寸过大的问题，本发明基片集成波导圆极化天线提供了一种基片集成波导圆极化天线实施例，如图1所示，包括：
介质基片11，介质基片11包括第一基面112和与第一基面112相对的第二基面114；
导电层12，导电层12设置于第一基面112上，导电层12在介质基片11上的正投影为等腰直角三角形，导电层12上设有第一矩形缝隙122，第一矩形缝隙122的中心线与导电层12的第一直角边相互垂直；
接地层13，接地层13铺满第二基面114，接地层13上开设有孔132；
第一金属通孔阵列14，第一金属通孔阵列14包括若干第一金属通孔，各第一金属通孔的中心在同一直线上，且该直线与导电层12的斜边相互平行，各第一金属通孔贯穿导电层12、介质基片11以及接地层13、并导通导电层12和接地层13，各第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1，且直径D1小于导电层的斜边长度的十分之一；
馈线探针15，馈线探针15贯穿介质基片11，馈线探针15为同轴线缆，馈线探针15的第一端通过中心导线与导电层12电连接、且另一端穿过接地层13上的孔并通过馈线探针15的外围导电层与接地层13电连接。
其中，介质基片作为基片集成波导圆极化天线的电路基板，用于承载导电层和接地层，例如，介质基片可选用玻璃纤维增强聚四氟乙烯树脂、陶瓷粉填充聚四氟乙烯树脂、陶瓷粉填充热固性树脂等，优选的，在一个实施例中，介质基片选用FR4环氧树脂介质基板，厚度范围为0.5mm(毫米)至2mm。
导电层设置于第一基面上，作为基片集成波导圆极化天线的波导，用于发射和接收高频振荡信号，导电层在介质基片上的正投影为等腰直角三角形，本发明中的导电层改变了传统矩形基片集成波导谐振腔的形式，而将矩形导电层沿其两条对角线切开，取其中的四分之一，得到本发明的四分之一导电层，进而，本发明基片集成波导圆极化天线为四分之一模基片集成波导圆极化天线。在导电层的第一直角边开设有第一矩形缝隙，第一矩形缝隙的中心线垂直于第一直角边。当导电层上导波电磁感应，导电层上分布着高频电荷和电流，第一矩形缝隙把导电层上分布的电流截断，电流绕过缝隙传输，形成辐射，且由于第一矩形缝隙垂直于导电层的第一直角边设置，使得耦合到自由空间的电磁波圆极化。在一个实施例中，第一矩形缝隙的宽度范围为小于1.5mm。其中，需要说明的是，在实际的生产制造的过程中，允许垂直存在一定的生产制造误差，只要在一定精度内能实现基片集成波导圆极化天线，并非要求物理意义上的绝对垂直。在基片集成波导圆极化天线的导电层上开设缝隙即保留了传统金属波导天线的优点，又对传统金属波导天线整体尺寸过大、加工复杂、造价高等缺陷有了极大的改善。
第一金属通孔阵列，包括若干各中心在同一直线上的第一金属通孔，且各第一金属通孔的中心形成的直线平行(本发明各实施例中所述平行允许制造带来的误差，只要在一定的精度范围内满足近似平行即可，并非物理意义上的绝对平行)于导电层的斜边，各第一金属通孔贯穿导电层、介质基片以及接地层，各第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1，进一步的，直径D1小于导电层的斜边长度的十分之一，其中，λ为腔体中的介质波长，可根据实际工作需求选用不同的波长。第一金属通孔阵列贯穿于导电层、介质基片以及接地层，相当于为基片集成波导圆极化天线沿斜线提供了金属壁，形成一个接近完全封闭的空间，通过适当地调整相邻第一金属通孔的中心之间的间距(小于0.25λ且小于4D1)可使从相邻通孔之间的间隙泄漏的电磁波可忽略不计，从而能够将电磁波很多地限制在介质基片、导电层、接地层以及第一金属通孔阵列形成的空腔内。在一个实施例中，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距相等，且间距小于0.25λ且小于4D1。导电层可铜、锡等材料制成。由于金属通孔的引入，减少电磁波能量的泄漏，增加了本发明基片集成波导圆极化天线的带宽。其中，需要说明的是，金属通孔是指顶层和底层之间的孔壁上用化学反应将一层薄铜镀在孔的内壁上，使得印制电路板的顶层与底层相互连接。
进一步的，如图2所示，第一金属通孔阵列的位置(包括各第一金属通孔的中心所在的直线与导电层的第一直角边的交点到直角顶点的距离B1，各第一金属通孔的中心所在的直线与导电层的第二直角边的交点到直角顶点的距离B2)可通过以下公式设计：
Figure BDA0001622586680000081
Figure BDA0001622586680000083
其中，为等效宽度，为等效长度，Δw1和Δw2分别为仿真结果与公式的偏差，μ为相对磁导率，ε为相对介电常数，c为真空中的光速，m、p、＝1、2、3。在这里，
Figure BDA0001622586680000086
亦即导电层金属斜边的长度。
馈线探针为同轴线缆，可同时作为基片集成波导圆极化天线的馈线和接地线，具体的，同轴线缆的中心导线连接导电层作为天线的馈线，同轴线缆的外围导电层连接接地层作为接地线。馈线探针整体贯穿介质基片。
在介质基片的整个第二基面上印制上接地层，为基片集成波导圆极化天线提供足够大的参考地。并在与馈线探针连接处开设有孔，以使馈线探针穿过接地层。
导电层、接地层、第一金属通孔阵列以及在导电层上设置的第一矩形缝隙围成波导谐振腔，当腔体长度为λg/2的整数倍时，腔内电磁场发生谐振。
本发明基片集成波导圆极化天线各实施例，将四分之一模的导电层设置于介质基片的第一基面上，导电层上开设有垂直于导电层的第一直角边的的第一矩形缝隙，第一金属通孔阵列包含的各金属通孔贯穿于导电层、介质基片以及接地层，各金属通孔的中心在同一直线上、且该直线与导电层的斜边相互平行，各金属通孔的直径相等，任意相邻的两个金属通孔之间的间距小于0.25λ且小于4D1，同轴线缆的馈线探针的一端通过中心导线电连接导电层、另一端通过外围导电层电连接接地层，构成本发明的具备四分之一模的基片集成波导圆极化天线，使得本发明基片集成波导圆极化天线高度小型化，并易于集成，能够利用简单的结构辐射出圆极化电磁波。
在上述实施例的基础上，进一步的，如图3所示，还包括第二金属通孔阵列31，第二金属通孔阵列31平行于第一金属通孔阵列14设置，第二金属通孔阵列31包括若干第二金属通孔，且各第二金属通孔贯穿导电层12、介质基片11以及接地层13、并导通导电层12和接地层13，各第二金属通孔的直径D2相等，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D2，且直径D2小于导电层的斜边长度的十分之一。
具体而言，如图3所示，增设第二金属通孔阵列31，第二金属通孔阵列包括若干第二金属通孔，各第二金属通孔的中心在同一条直线上，且该直线平行于金属层的斜边，各第二金属通孔贯穿导电层、介质基片以及接地层，且各第二金属通孔导通导电层和接地层，为了避免导电层上的电磁波能量泄漏，在设计时，必须满足，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D2，进一步的，直径D2小于导电层的斜边长度的十分之一。具体需要多少个第二金属通孔，根据实际设计过程中对导电层的大小的需求而定。进一步的，在一个实施例中，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距相等，且间距小于0.25λ且小于4D2，从而能够更好的锁住能量。
本发明基片集成波导圆极化天线的各实施例，增设第二金属通孔，进一步的将导电层上的电磁波能量限定在天线的空腔内，避免电磁波能量流失严重，而造成能量的流失，从而提高本发明基片集成波导圆极化天线发射电磁波的效率，提高工作带宽。
在上述任意一个实施例的基础上，进一步的，直径D1等于直径D2。
具体而言，将第一金属通孔的直径D1和第二金属通孔的直径D2设计成相等，进一步的，在一个实施例中，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距相等，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距相等，且任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距等于任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距，且间距小于0.25λ且小于4D2(或4D1)。
本发明基片集成波导圆极化天线的各实施例，将第一金属通孔和第二金属通孔的直径设计成相等，且相邻的第一金属通孔的中心的距离与相邻的第二金属通孔的中心的距离设计成相等，可降低本发明的生成制造成本。
在一个实施例中，介质基片为正方形介质基片。
进一步的，导电层的第一直角边与正方形介质基片任意一条边相互平行，且导电层的直角顶点到与之最相邻的两条边的垂直距离相等。
具体而言，介质基片可为正方形介质基片，需要说明的是，正方形介质基片仅为在本实施例中列举的一种示例，但不限于这一种形式。
将导电层规整的粘接在正方形介质基片上，即导电层的第一直角边与正方形介质基片任意一条边相互平行，且导电层的直角顶点到与之最相邻的两条边的垂直距离相等，其中，垂直距离具体为多少，根据实际需要而定。
本发明基片集成波导圆极化天线各实施例，采用正方形介质基片能够节省生产材料，且正方形在生产制造过程中也易于实现。
在上述任意一个实施例的基础上，进一步的，如图4所示，导电层12上还开设有第二矩形缝隙124；第二矩形缝隙124的中心线与导电层的第二直角边相互垂直。
进一步的，导电层的直角顶点到第一矩形缝隙的中心线的垂直距离与导电层的直角顶点到第二矩形缝隙的中心线的垂直距离相等。
具体而言，为了增强天线的圆极化程度，导电层上开设有第二矩形缝隙，且第二矩形缝隙的中心线与导电层的第二直角边相互垂直，且进一步的，第一矩形缝隙的中心线到直角顶点的垂直距离等于第二矩形缝隙的中心线到直角顶点的垂直距离，具体的，垂直距离具体为多少，可根据实现设计需要并通过性能仿真来确定，使得第一矩形缝隙和第二矩形缝隙被激励时产生两个强度相等、相位相差90°的电场，能够在天线远场获得圆极化电磁波。
本发明基片集成波导圆极化天线的各实施例，采用各自的中心线相互垂直的第一矩形缝隙和第二矩形缝隙，来增强本发明的电磁波的圆极化，使得本发明基片集成波导圆极化天线具备良好的圆极化性能。
在一个实施例中，第一矩形缝隙的中心线垂直相交于导电层的第一直角边的中点；第二矩形缝隙的中心线垂直相交于导电层的第二直角边的中点。
在本实施例中将第一矩形缝隙的中心线设置成与第一直角边的中心垂直相交，将第二矩形缝隙的中心线设置成与第二直角边的中心垂直相交，能够简化基片集成波导圆极化天线的设计成本。
在上述任意一个实施例的基础上，进一步的，如图5所示，导电层12上还开设有第三矩形缝隙126；第三矩形缝隙126的中心线垂直相交于导电层的斜边的中点。
进一步的，第一矩形缝隙、第二矩形缝隙以及第三矩形缝隙的最大缝宽相等。
具体而言，在导电层上开设第三矩形缝隙，第三矩形缝隙的中心性与导电层的斜边的中心垂直相交，增设第三矩形缝隙能够提高基片集成波导的工作带宽和轴比带宽。
进一步的，将第一矩形缝隙和第二矩形缝隙设计成最大缝宽相等，进一步的，第一矩形缝隙和第二矩形缝的长度也设计成相等，使得第一矩形缝隙和第二矩形缝隙被激励产生的电场的电场强度进一步相同。
如图15所示，可知当导电层上开设第一矩形缝隙、第二矩形缝隙和第三矩形缝隙时，基片集成波导圆极化天线的反射系数带宽最宽。
本发明基片集成波导圆极化天线，利用第三矩形缝隙拓宽本发明的工作带宽，使得本发明适应性更强。
在一个实施例中，如图6至9图所示，一种基片集成波导圆极化天线，包括：
介质基片61，介质基片61为正方形介质基片，正方形介质基片包括第一基面和与第一基面相对的第二基面；正方形介质基片的厚度H为1.57mm(毫米)。
导电层62，导电层62设置于第一基面上，导电层62在介质基片61上的正投影为等腰直角三角形，导电层62上设有第一矩形缝隙622、第二矩形缝隙624以及第三矩形缝隙626，第一矩形缝隙622的中心线与导电层62的第一直角边相互垂直，第二矩形缝隙624的中心线与导电层62的第二直角边相互垂直，第三矩形缝隙626的中心线垂直相交于导电层62的斜边的中点，导电层62的第一直角边与正方形介质基片61任意一条边相互平行，且导电层62的直角顶点到与之最相邻的两条边的垂直距离相等，导电层62的直角顶点到第一矩形缝隙622的中心线的垂直距离与导电层62的直角顶点到第二矩形缝隙624的中心线的垂直距离相等，第一矩形缝隙622的长度L1、第二矩形缝隙624的长度L2和第三矩形缝隙626的长度L3等于6mm，第一矩形缝隙622的长度H1、第二矩形缝隙624的长度H2和第三矩形缝隙626的长度H3为1.4mm，第一直角边的长度L3、第二直角边的长度L4为24mm。
接地层63，接地层63铺满第二基面，接地层63上开设有孔632；孔632的直径D3为3mm。
第一金属通孔阵列64，第一金属通孔阵列64包括若干第一金属通孔，各第一金属通孔的中心在同一直线上，且该直线与导电层的斜边相互平行，各第一金属通孔贯穿导电层62、介质基片61以及接地层63、并导通导电层62和接地层63，各第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1；直径D1为0.6mm，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距P为1.4mm。
第二金属通孔阵列66，第二金属通孔阵列66平行于第一金属通孔阵列64设置，第二金属通孔阵列66包括若干第二金属通孔，且各第二金属通孔贯穿导电层62、介质基片61以及接地层63、并导通导电层61和接地层63，各第二金属通孔的直径D2相等，任意相邻的两个第二金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D2，直径D2为0.6mm，任意相邻的两个第一金属通孔的中心之间的间距P为1.4mm，各第二金属通孔的中心所在的直线与第一直角边的交点到导电层62的直角顶点的距离B1、各第二金属通孔的中心所在的直线与第二直角边的交点到导电层62的直角顶点的距离B2为20mm。
馈线探针65，馈线探针65贯穿介质基片，馈线探针为同轴线缆，馈线探针65的第一端通过中心导线与导电层62电连接、且另一端穿过接地层63上的孔632并通过馈线探针65的外围导电层与接地层63电连接，馈线探针65与介质基片61的连接点到第一直角边的垂直距离Y_coax为3mm、到第二直角边的垂直距离X_coax为6.2mm。
具体而言，如图10所示，对本实施例的基片集成波导圆极化天线进行仿真所得谐振频点和实测所得谐振频点吻合。
如图11和12所示，基片集成波导圆极化天线的轴比曲线及增益曲线的实测结果与仿真结果趋势基本吻合。
如图13和14所示，在11.1.GHz(吉赫兹)，本发明在主辐射方向上(正Z轴方向)辐射LHCP波束情况良好，以上测试结果表明本实施例中的基片集成波导圆极化天线的性能达到了设计要求，表现出良好的性能，从而本发明可以根据实际工作需求，仅对本发明中各结构尺寸参数进行适应性调整，便可得到满足使用需求的、性能优异的、小型化的基片集成波导圆极化天线，而更主要的是提供一种设计构思。
本发明基片集成波导圆极化天线各实施例，相对于传统的SIW(基片集成波导)圆极化天线，本发明高度小型化、易集成，能用简单的结构辐射出圆极化波，为一款采用同轴线馈电方式的QMSIW(四分之一模基片集成波导)圆极化天线。同时，关于本发明基片集成波导圆极化天线的物理尺寸和各谐振模式工作频率的近似公式也已被推导出，因而，能根据实际应用所需，设计出在工作在任意谐振频率的小型化QMSIW圆极化天线。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种基片集成波导圆极化天线，其特征在于，包括：
介质基片，所述介质基片包括第一基面和与所述第一基面相对的第二基面；
导电层，所述导电层设置于所述第一基面上，所述导电层在所述介质基片上的正投影为等腰直角三角形，所述导电层上设有第一矩形缝隙，所述第一矩形缝隙的中心线与所述导电层的第一直角边相互垂直；
接地层，所述接地层铺满所述第二基面，所述接地层上开设有孔；
第一金属通孔阵列，所述第一金属通孔阵列包括若干第一金属通孔，各所述第一金属通孔的中心在同一直线上，且该直线与所述导电层的斜边相互平行，各所述第一金属通孔贯穿所述导电层、所述介质基片以及所述接地层、并导通所述导电层和所述接地层，各所述第一金属通孔的直径D1相等，任意相邻的两个所述第一金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D1，且所述直径D1小于所述导电层的斜边长度的十分之一；其中，所述λ为腔体中的介质波长；
馈线探针，所述馈线探针贯穿所述介质基片，所述馈线探针为同轴线缆，所述馈线探针的第一端通过中心导线与所述导电层电连接、且另一端穿过所述接地层上的孔并通过所述馈线探针的外围导电层与所述接地层电连接。
2.根据权利要求1所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，还包括第二金属通孔阵列，所述第二金属通孔阵列平行于所述第一金属通孔阵列设置，所述第二金属通孔阵列包括若干第二金属通孔，且各所述第二金属通孔贯穿所述导电层、所述介质基片以及所述接地层、并导通所述导电层和所述接地层，各所述第二金属通孔的直径D2相等，任意相邻的两个所述第二金属通孔的中心之间的间距小于0.25λ且小于4D2，且所述直径D2小于所述导电层的斜边长度的十分之一。
3.根据权利要求2所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述直径D1等于所述直径D2。
4.根据权利要求3所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述介质基片为正方形介质基片。
5.根据权利要求4所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述导电层的第一直角边与所述正方形介质基片任意一条边相互平行，且所述导电层的直角顶点到与之最相邻的两条边的垂直距离相等。
6.根据权利要求1至5任意一项所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述导电层上还开设有第二矩形缝隙；所述第二矩形缝隙的中心线与所述导电层的第二直角边相互垂直。
7.根据权利要求6所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述导电层的直角顶点到所述第一矩形缝隙的中心线的垂直距离与所述导电层的直角顶点到所述第二矩形缝隙的中心线的垂直距离相等。
8.根据权利要求7所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述第一矩形缝隙的中心线垂直相交于所述导电层的第一直角边的中点；所述第二矩形缝隙的中心线垂直相交于所述导电层的第二直角边的中点。
9.根据权利要求8所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述导电层上还开设有第三矩形缝隙；所述第三矩形缝隙的中心线垂直相交于所述导电层的斜边的中点。
10.根据权利要求9所述的基片集成波导圆极化天线，其特征在于，所述第一矩形缝隙、所述第二矩形缝隙以及所述第三矩形缝隙的最大缝宽相等。
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