CN114824755A - 一种基于sspp的漏波天线 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种基于SSPP的漏波天线。该漏波天线包括：介质单元，包括上介质板和下介质板，所述上介质板设置在所述下介质板顶部；天线单元，设置在所述上介质板和所述下介质板之间，天线单元包括共面波导馈电结构、SSPP传输线、第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段通过所述共面波导馈电结构与天线端口连接，所述SSPP传输线一端与所述第一过渡段连接，另一端与第二过渡段连接；辐射单元，包括若干上金属贴片和若干下金属贴片，所述上金属贴片设置在所述上介质板顶部，所述下金属贴片设置在所述下介质板底部。本公开实施例可以抑制阻带效应，扩大扫描范围，且通过调整周期调制，天线的频带趋向于接近截止频率，表现出较高的扫描率。

Description

一种基于SSPP的漏波天线

技术领域

本公开实施例涉及天线技术领域，尤其涉及一种基于SSPP的漏波天线。

背景技术

表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons，SPP)是光与金属相互作用过程中产生的沿介质-金属界面传播的混合激发态，在金属外的介质中表现出高度受限的表面波模式。人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons，SSPP)是SPP概念在低频带的扩展。当电磁波(Electro-Magnetic，EM)与人工电磁介质相互作用时，在介质界面上将产生一种混合表面电磁模式。亚波长特性、局部场增强和非线性色散曲线特性使其在天线设计中具有重要的应用价值，例如天线、滤波器、传输线等等。

电磁波在传输线中以慢波的形式传播，慢波在自由空间中的传播速度小于电磁波。慢波不能直接辐射到自由空间中。然而，当电磁波的传播速度高于自由空间时，它可以以快波的形式进行辐射。要使天线具有辐射效应，就必须有一个从慢波到快波的转变过程。然而，将限制在SSPP传输线中的慢波转换为快波，形成频率扫描光束的辐射是一个技术问题，而基于SSPP的天线则需要及时解决这个问题。

第一种方法是周期性地调制SSPP传输线，使电磁波被释放到快波区域。用这种方法可以达到的最大扫描角是123°。鉴于一般SSPP漏波天线只能辐射线极化波的局限性，相关技术中，SSPP单元可以旋转45°，并可以通过改变凹槽的深度来控制表面阻抗，从而实现任何类型的极化模式的天线。为了实现漏波，第二种方法是通过在传输线周围周期性地排列贴片来引入周期性扰动，贴片将耦合电磁波，形成与空间波相匹配的快波模式，在真空中进行波束扫描。然而，该天线不能有效地辐射，其平均辐射效率仅为26％。为了设计具有高扫描率的漏波天线，在扫描率和效率之间总是存在一个权衡。还有其他的方法可以实现频率扫描辐射。然而，由于设计结构的对称性，相关技术设计的天线也存在传统漏波天线常见的开放阻带问题，无法实现宽边辐射是限制连续大角度扫描的关键。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的技术方案提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种基于SSPP的漏波天线，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种基于SSPP的漏波天线，包括：

介质单元、天线单元和辐射单元；

所述介质单元，包括上介质板和下介质板，所述上介质板设置在所述下介质板顶部；

所述天线单元，设置在所述上介质板和所述下介质板之间，所述天线单元包括共面波导馈电结构、SSPP传输线、第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段通过所述共面波导馈电结构与天线端口连接，所述SSPP传输线一端与所述第一过渡段连接，另一端与所述第二过渡段连接；

所述辐射单元，包括若干上金属贴片和若干下金属贴片，所述上金属贴片设置在所述上介质板顶部，所述下金属贴片设置在所述下介质板底部。

本公开的一实施例中，所述SSPP传输线包括金属微带和若干SSPP单元槽，所述SSPP单元槽等间距排列在所述金属微带的同一侧，所述金属微带一端与所述第一过渡段连接，另一端与所述第二过渡段连接。

本公开的一实施例中，所述共面波导馈电结构包括馈源接口、第一金属地和第二金属地，所述馈源接口位于所述下介质板的中心线上，所述馈源接口一端与所述天线端口连接，另一端与所述第一过渡段连接，所述第一金属地和所述第二金属地对称设置在所述馈源接口的上方和下方，所述第一金属地和所述第二金属地分别与所述馈源接口之间设置间隙。

本公开的一实施例中，所述第一过渡段包括第一传输线、第一指数地和第二指数地，所第一传输线一端与所述共面波导馈电结构连接，另一端与所述SSPP传输线连接，所述第一指数地和第二指数地对称设置在所述第一传输线的上方和下方。

本公开的一实施例中，所述第一指数地的一端与所述共面波导馈电结构连接，另一端朝着所述SSPP传输线的方向，逐渐张开呈喇叭形并远离所述传输线；

其中，所述第一指数地弧线分布均满足y＝f(x)＝C₁e^αx+C₂，α＝0.1，C₁＝W₂/(e^αL2-1)，C₂＝-W₂/(e^αL2-1)+ga+W₁/2，W₂为所述第一指数地的最大宽度，L₂为所述第一指数地的长度，ga为所述第一金属地与所述馈源接口之间间隙的宽度且ga的宽度为0.25-0.3mm，坐标原点为所述第一传输线的起点。

本公开的一实施例中，所述第一传输线的一侧开设有若干均匀排布的第一凹槽，所述第一凹槽的深度从靠近所述共面波导馈电结构的一端由小到大依次渐变设置。

本公开的一实施例中，所述第二过渡段包括第二传输线，所述第二传输线一侧开设有若干均匀排布的第二凹槽，所述第二凹槽的深度从靠近所述SSPP传输线的一端由大到小依次渐变设置。

本公开的一实施例中，所述上金属贴片与所述下金属贴片均采用圆形金属贴片，所述上金属贴片与所述下金属贴片半径为3.6-4.2mm，所述上金属贴片与所述下金属贴片上下交错均匀设置，相邻两个所述上金属贴片与所述下金属贴片中心间距为9.5-10mm，所述上金属贴片与所述下金属贴片中心与所述SSPP传输线底端间距为5.5-6.5mm。

本公开的一实施例中，所述上介质板与所述下介质板厚度均为0.5-1.5mm，所述上介质板与所述下介质板的介电常数均为2-4。

本公开的一实施例中，所述天线单元尺寸为L×W＝400mm×35.6mm。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，通过基于SSPP的漏波天线，一方面，SSPP传输线附近添加有周期性排列的金属贴片，可以将慢波模式转换为快波模式进行辐射。另一方面，该漏波天线通过调整周期调制，天线的频带趋向于接近截止频率，表现出较高的扫描率。该天线达到了较高的扫描率(12.12)，高辐射效率为81.4％，其扫描角度为176°，工作带宽内平均增益可以达到10.9dBi。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开示例性实施例中基于SSPP的漏波天线中天线单元的结构示意图；

图2(a)示出本公开示例性实施例中基于SSPP的漏波天线结构示意图；

图2(b)示出本公开示例性实施例中金属微带和SSPP单元槽结构示意图；

图2(c)示出本公开示例性实施例中基于SSPP的漏波天线在SSPP传输线段的俯视图；

图2(d)示出本公开示例性实施例中基于SSPP的漏波天线剖视图；

图3示出SSPP传输线中不同单位结构的色散曲线；

图4(a)示出一实施例中天线单元结构示意图；

图4(b)示出一实施例中天线单元在xoz平面上8GHz、9.5GHz和10.5GHz时的电场分布；

图4(c)示出一实施例中天线单元的s参数；

图5示出一实施例中SSPP漏波天线在9GHz处的电场分布；

图6(a)示出一实施例中谐波色散曲线和单波束辐射条件下的拟合结果和单波束辐射条件曲线图；

图6(b)示出一实施例中谐波色散曲线和单波束辐射条件下的谐波色散曲线分布图；

图7示出一实施例中不同偏移量对应的扫描率的比较；

图8示出一实施例中天线的测量和模拟|S₁₁|和增益；

图9(a)示出一实施例中仿真和实验中不同频率下的归一化E面方向图结果；

图9(b)示出一实施例中模拟漏波天线的总效率；

图10示出一实施例中SSPP漏波天线三维远场方向图和相应频率点上的相位分布。

图中：100、共面波导馈电结构；110、馈源接口；120、第一金属地；130、第二金属地；200、第一过渡段；210、第一传输线；211、第一凹槽；220、第一指数地；230、第二指数地；300、SSPP传输线；310、金属微带；320、SSPP单元槽；400、第二过渡段；410、第二传输线；420、第二凹槽；500、上介质板；600、下介质板；700、上金属贴片；800、下金属贴片。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中首先提供了一种基于SSPP的漏波天线。参考图1、图2中所示，该基于SSPP的漏波天线可以包括：

介质单元、天线单元、辐射单元，天线单元包括共面波导馈电结构100连接第一过渡段200的一端，第一过渡段200的另一端连接SSPP传输线300的一端，SSPP传输线300一端连接第二过渡段400，介质单元包括上介质板500和下介质板600，天线单元设置在下介质板600上，上介质板500设置在天线单元上，辐射单元包括若干上金属贴片700和若干下金属贴片800，上金属贴片700设置在上介质板500顶部，下金属贴片800设置在下介质板600底部。

通过上述基于SSPP的漏波天线，一方面，SSPP传输线300附近添加有周期性排列的金属贴片，可以将慢波模式转换为快波模式进行辐射。另一方面，该漏波天线通过调整周期调制，天线的频带趋向于接近截止频率，表现出较高的扫描率。该天线达到了较高的扫描率(12.12)，高辐射效率为81.4％，其扫描角度为176°，工作带宽内平均增益可以达到10.9dBi。

下面，将参考图1至图10对本示例实施方式中的上述基于SSPP的漏波天线的各个部分进行更详细的说明。

在一个实施例中，所述SSPP传输线300包括金属微带310和若干SSPP单元槽320，所述SSPP单元槽320等间距排列在所述金属微带310的同一侧，所述金属微带310一端与所述第一过渡段200连接，另一端与所述第二过渡段400连接。

所述共面波导馈电结构100包括馈源接口110、第一金属地120和第二金属地130，所述馈源接口110位于所述下介质板600的中心线上，所述馈源接口110一端与所述天线端口连接，另一端与所述第一过渡段200连接，所述第一金属地120和所述第二金属地130对称设置在所述馈源接口110的上方和下方，所述第一金属地120和所述第二金属地130分别与所述馈源接口110之间设置间隙；其中，所述共面波导馈电结构100的长度L₁＝10mm。

所述第一过渡段200包括第一传输线210、第一指数地220和第二指数地230，所第一传输线210一端与所述共面波导馈电结构100连接，另一端与所述SSPP传输线300连接，所述第一指数地220和第二指数地230对称设置在所述第一传输线210的上方和下方。

所述第一指数地220的一端与所述共面波导馈电结构100连接，另一端朝着所述SSPP传输线300的方向，逐渐张开呈喇叭形并远离所述传输线；其中，所述第一指数地220弧线分布均满足y＝f(x)＝C₁e^αx+C₂，α＝0.1，C₁＝W₂/(e^αL2-1)，C₂＝-W₂/(e^αL2-1)+ga+W₁/2，W₂为所述第一指数地220的最大宽度，L₂为所述第一指数地220的长度，ga为所述第一金属地120与所述馈源接口110之间间隙的宽度且ga的宽度为0.25-0.3mm，坐标原点为所述第一传输线210的起点。

所述第一传输线210的一侧开设有若干均匀排布的第一凹槽211，所述第一凹槽211的深度从靠近所述共面波导馈电结构100的一端由小到大依次渐变设置。

所述第二过渡段400包括第二传输线410，所述第二传输线410一侧开设有若干均匀排布的第二凹槽420，所述第二凹槽420的深度从靠近所述SSPP传输线300的一端由大到小依次渐变设置。

所述上介质板500与所述下介质600板厚度均为0.5-1.5mm，所述上介质板500与所述下介质板600的介电常数均为2-4。具体的，模型的深度h和结构是影响单元色散特性的两个重要因素。假设，我们选择h＝4mm的双层单元结构来控制10GHz左右的截止频率。

所述天线单元尺寸为L×W＝400mm×35.6mm。

具体的，结果表明，周期性SSPP单元槽320可以支持人工表面等离激元模式在微波频率下传播。图3给出了具有不同凹槽深度的单、双介质板的色散图。从图中可以看出，随着色散曲线频率的增加，β也会增加，并逐渐偏离光线，其中β表示传播常数。当频率接近于渐近频率时，传播常数的变化更为剧烈。图中显示，与单层介质板相比，双层介质板的截止频率更低，这意味着双层介质板的SSPP传输线300比单层介质板的SSPP传输线300更能将电磁限制在表面上传输。同时，SSPP单元槽320的凹槽越深，色散曲线的截止频率就越低。模型的深度h和结构是影响单元色散特性的两个重要因素。假设，我们选择h＝4mm的双层单元结构来控制10GHz左右的截止频率。

为了说明传输线的特征，模拟了xoz平面上不同频率点的双端传输线电场分布，如图4(a)、图4(b)所示。电磁波可以在8GHz和9.5GHz时通过传输线传输到另一个端口。当频率设置为10.5GHz时，很明显电磁波被严格限制在过渡部分。图4(c)中的s参数可以表明传输线的截止频率为10GHz。在截止频率之外，能量不能被传输到另一端，这充分证明了传输线的低通特性。

漏波天线通常采用双端口结构，以确保传输到天线末端的电磁波能够被吸收，从而使反射波不会影响辐射的方向。该结构采用了一个单端口和一个为锥形结构的末端，如图1所示。这种结构可以使SSPP模式转移到空间波模式，从而使少量的电磁波到达末端，以减少反射对原始波的影响。在图5中，我们可以看到沿传输线x轴方向的能量显著减少。

在一个实施例中，所述上金属贴片700与所述下金属贴片800均采用圆形金属贴片，所述上金属贴片700与所述下金属贴片800半径为3.6-4.2mm，所述上金属贴片700与所述下金属贴片800上下交错均匀设置，相邻两个所述上金属贴片700与所述下金属贴片800中心间距为9.5-10mm，所述上金属贴片700与所述下金属贴片800中心与所述SSPP传输线300底端间距为5.5-6.5mm。

具体的，为了辐射电磁波并形成基于天线单元的漏波天线，我们需要通过周期性地在天线单元附近放置辐射贴片来干扰表面波的传播。如果辐射效率足够高，可以消除匹配负载，不仅可以减小天线尺寸，而且可以减小端部对贴片阵远场模式的影响，提高增益。

辐射单元是一个具有各向同性的圆形贴片，其谐振频率主要由其大小决定。通过将贴片谐振频率设置在工作带宽内，可以提高辐射效率，因此根据下面的表达式将半径r设为4mm。

其中，k₁₁表示TM₁₁模态的特征值，c是光在真空中的速度，而f是中心频率。

在图2(c)中，一个交错的贴片阵列平衡了前后的电场，从而使主辐射波瓣可以在天线的轴平面上进行扫描。由于前后距离相对较近，周期性扰动的周期D没有明显的偏差，在上下表面放置贴片可以更好地与传输线上的能量耦合。

通过模式平衡的方法，阻抗匹配以及加载非对称辐射单元能有效抑制开放阻带效应。此外，相关技术中，非对称结构将有助于抑制阻带。本文提出的天线结构中不存在开放阻带效应问题。利用天线单元的馈电相位差实现了天线的波束扫描特性。如果我们想实现宽侧方向的辐射，需要贴片相邻的相位差为零。由于天线单元在不同的频率下有不同的波数，所以必须有一个特定的频率点才能实现两个相邻的贴片之间的零相位差。一旦贴片之间没有相位差，辐射束就可以到达宽边方向。

天线能不够连续的扫描，这在其他许多漏波天线中很常见，而非对称结构可以有效抑制阻带的产生。间距d₁在贴片和传输线之间只影响来自传输线的耦合能量。这些辐射贴片可以通过周期性扰动将来自天线单元的电磁波耦合起来，并将其辐射到自由空间中。

在慢波结构引导下的电磁波的传播常数大于自由空间波(β_x＞k₀)，不能辐射。该天线的设计是基于周期扰动的原理，它在其中引入了无数个空间谐波。

假设电磁波沿x方向传播。基本模态为慢波(β₀＞k₀)。然而，总是有一种谐波模式(通常是-1次谐波)产生快波的辐射(-k₀＜β_x＜k₀)。

在此基础上，沿x轴的传播常数可以表示为

β_n＝β₀+2πn/D,n＝0,±1,±2… (2)

其中，D为周期扰动的长度，β₀是基本模式下的传播常数。为了有效地实现频率扫描的效果，本文通常采用n＝-1的空间谐波来实现波束扫描。

天线的偏转角和传播常数可以满足以下关系

θ＝sin^-1(β_x/k₀) (3)

其中，k₀为自由空间中的传播常数，θ为光束方向与+z轴之间的夹角，β_x表示相应的空间谐波的传播常数。

图6(b)显示了天线周期单元的色散曲线，也显示了多次谐波的分布。图中，A₁(A₂)，B₁(B₂)和C₁(C₂)分别表示谐波的后端、边射和前向端射

sinθ_{backwardendfire}＝β_-1(f)/k₀,θ_{backwardendfire}＝90°,(-k₀＝k_A1) (4)

sinθ_broaside＝β_-1(f)/k₀,θ_broaside＝0°,(k₀＝k_B1) (5)

sinθ_{forwardendfire}＝β_-1(f)/k₀,θ_{forwardendfire}＝90°,(k₀＝k_C1) (6)

其中，β_-1(f)表示-1次谐波中随频率变化的色散曲线。

通过仿真得到的色散特性数据是离散的，在推导公式时，拟合的连续曲线更有利于多谐波色散曲线之间关系的计算。通过调整得到的关键实验参数的参考值有利于天线的设计。可以通过调整D参数的大小来控制谐波辐射模式工作频段。

为了更准确地计算出与-1次谐波对应的扰动周期D值采用谐波辐射模式，用MATLAB拟合色散曲线和获得的表达式是

其中，a₁＝1.824×10¹⁹,a₂＝2.474×10⁵,b₁＝23.61,b₂＝52.75,c₁＝2.217,c₂＝17.76。

图6(a)中的拟合曲线与仿真曲线吻合良好。

n次谐波辐射期望将能量集中在单个波瓣上，这可以提高主波瓣的增益。

让我们把这个表达式代入成下面的公式

f_(A(n+1))≥f_(C(n)) (10)

f_(A(n))≥f_(C(n-1)) (11)

其中β_f(A(n+1))表示(n+1)次谐波向后端射的传播常数，β_f(C(n+1))表示(n+1)次谐波向前端射的传播常数。k_0C(n),k_0A(n)分别代表相应的C(n)和A(n)的相位常数值。

在图6(a)中，以-1次谐波进行单一波束辐射条件用拟合表达式得到D≤16.8mm。通过代入拟合曲线表达式，可以计算出D参数与工作带宽的关系，便于天线的设计。通过拟合的连续曲线，可以更准确地预测波束方向与频率之间的关系。

不同的频率对应于天线单元上不同的传播常数，导致耦合的贴片阵列之间的相位不同，最终在远场中形成不同的辐射方向。拟合得到的表达式使计算更加公式化，使天线辐射方向预测更加准确。代入方程(2，3，7)，可以得到与天线理论辐射对应的频率点。理论上，后、侧、前端射的频率分别为8.3，9.1和9.6GHz。实际结果为8.2，9.2和9.6GHz。计算结果与实际仿真结果吻合较好，结果表明，由拟合曲线得到的色散曲线表达式可以与计算结果相拟合。因此，该表达式在调节天线的工作带宽和预测辐射方向和频率之间的关系方面具有指导作用。拟合结果进一步验证了(7)的可行性，方程的有效性便于确定给定结构参数下的操作频带。

在图7中，第一个偏移点色散曲线具有较低的频率和较大的斜率变化，且工作在较宽的带宽下。第二偏移具有较高的频率点，斜率变化较小，理论上都可以实现后向前向扫描。由于漏波天线的扫描率定义为波束扫描范围除以频率带宽，通过调整渐近频率附近的偏移，可以实现较高的扫描率，从而得到较小的斜率色散曲线。通过调整D值，使工作频率趋于渐近频率，从而使天线具有在较窄的带宽内实现宽扫描角的特性。这样就可以提高扫描率。

下面结合具体仿真实例，进一步阐述本实施例。

该漏波天线采用标准印刷电路板(PCB)技术制备，并在微波暗室中进行了实验验证。采用矢量网络分析仪测量反射系数，通过自动转台测量辐射方向图，测试结果表明天线在8.3-9.8GHz的范围内实现低于-10dB的反射系数。实验结果与模拟结果吻合良好。在谐振频率点上的频率偏移可能是由制造误差和基板不同的相对介电常数引起的，但总体趋势保持一致。图8还绘制了已实现的增益和频率之间的关系，模拟的结果显示天线可以在9GHz下实现峰值增益为11.6dBi。

此外，测量的辐射波束可以在8.2-9.8GHz频带内从-13°扫描到162°，而模拟辐射波束可以在8.3-9.6GHz频带范围内扫描从-11°到164°扫描，如图9(a)中所示。实验提取后向端射、后向辐射、宽边辐射、前向辐射、前向端射五个方向对应的频率点并进行比较，总体曲线吻合较好。从图中可以清楚地看出天线辐射光束的频率扫描特性。

从图9(b)看出天线的平均辐射效率在工作带宽范围内可达到81.4％。总辐射效率在后向端射和和前向端射显著下降。

图10显示了所提出的SSPP漏波天线在不同频率下三维远场辐射下的方向图和对应相位分布。天线是工作频带的单束辐射，在前后方向都有很好的辐射性能。

该天线可以在非常高的扫描率下实现较大的扫描角度，具有较高的辐射效率和高增益特性，在几乎所有方面都比其他同种类型的漏波天线显示出更好的性能，如表1所示。

表1同种类型的不同天线比较

综上所述，本申请提出了一种基于SSPP的大扫描角、高扫描率单波束漏波天线。在SSPP传输线附近周期性地放置一系列的贴片，以耦合电磁能量并辐射到自由空间。实验结果与仿真结果一致，表明该天线可以实现12.12的高扫描率，同时实现了从-12°到164°的大扫描角。拟合的色散曲线有利于计算单波束辐射条件，通过拟合离散点得到的公式对设计具有良好的指导意义。所设计的漏波天线的性能相比于同种类型的其他天线有较大优势。辐射效率高、扫描角度范围广、扫描率高的天线在雷达和无线通信系统中有很大的应用。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行结合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种基于SSPP的漏波天线，其特征在于，包括：

介质单元、天线单元和辐射单元；

所述介质单元，包括上介质板和下介质板，所述上介质板设置在所述下介质板顶部；

所述天线单元，设置在所述上介质板和所述下介质板之间，所述天线单元包括共面波导馈电结构、SSPP传输线、第一过渡段和第二过渡段，所述第一过渡段通过所述共面波导馈电结构与天线端口连接，所述SSPP传输线一端与所述第一过渡段连接，另一端与所述第二过渡段连接；

所述辐射单元，包括若干上金属贴片和若干下金属贴片，所述上金属贴片设置在所述上介质板顶部，所述下金属贴片设置在所述下介质板底部。

2.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述SSPP传输线包括金属微带和若干SSPP单元槽，所述SSPP单元槽等间距排列在所述金属微带的同一侧，所述金属微带一端与所述第一过渡段连接，另一端与所述第二过渡段连接。

3.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述共面波导馈电结构包括馈源接口、第一金属地和第二金属地，所述馈源接口位于所述下介质板的中心线上，所述馈源接口一端与所述天线端口连接，另一端与所述第一过渡段连接，所述第一金属地和所述第二金属地对称设置在所述馈源接口的上方和下方，所述第一金属地和所述第二金属地分别与所述馈源接口之间设置间隙。

4.根据权利要求3所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述第一过渡段包括第一传输线、第一指数地和第二指数地，所第一传输线一端与所述共面波导馈电结构连接，另一端与所述SSPP传输线连接，所述第一指数地和第二指数地对称设置在所述第一传输线的上方和下方。

5.根据权利要求4所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述第一指数地的一端与所述共面波导馈电结构连接，另一端朝着所述SSPP传输线的方向，逐渐张开呈喇叭形并远离所述传输线；

其中，所述第一指数地弧线分布均满足y＝f(x)＝C₁e^αx+C₂，α＝0.1，C₁＝W₂/(e^αL2-1)，C₂＝-W₂/(e^αL2-1)+ga+W₁/2，W₂为所述第一指数地的最大宽度，L₂为所述第一指数地的长度，ga为所述第一金属地与所述馈源接口之间间隙的宽度且ga的宽度为0.25-0.3mm，坐标原点为所述第一传输线的起点。

6.根据权利要求4所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述第一传输线的一侧开设有若干均匀排布的第一凹槽，所述第一凹槽的深度从靠近所述共面波导馈电结构的一端由小到大依次渐变设置。

7.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述第二过渡段包括第二传输线，所述第二传输线一侧开设有若干均匀排布的第二凹槽，所述第二凹槽的深度从靠近所述SSPP传输线的一端由大到小依次渐变设置。

8.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述上金属贴片与所述下金属贴片均采用圆形金属贴片，所述上金属贴片与所述下金属贴片半径为3.6-4.2mm，所述上金属贴片与所述下金属贴片上下交错均匀设置，相邻两个所述上金属贴片与所述下金属贴片中心间距为9.5-10mm，所述上金属贴片与所述下金属贴片中心与所述SSPP传输线底端间距为5.5-6.5mm。

9.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述上介质板与所述下介质板厚度均为0.5-1.5mm、介电常数均为2-4、损耗正切角为0.001。

10.根据权利要求1所述基于SSPP的漏波天线，其特征在于，所述天线单元尺寸为L×W＝400mm×35.6mm。

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