CN211428339U - 一种波导缝隙天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种波导缝隙天线，包括实心塑料介质天线本体；嵌入实心塑料介质天线本体的馈电体；馈电体的一端裸露于实心塑料介质天线本体表面；位于实心塑料介质天线本体表面包覆实心塑料介质天线本体的金属壁；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。在使用过程中由馈电体接收的电磁波具体会在塑料介质内传播，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而实现波导缝隙天线体积的减少；通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

Description

一种波导缝隙天线

技术领域

本实用新型涉及通信设备技术领域，特别是涉及一种波导缝隙天线。

背景技术

在现阶段，随着移动通信技术的发展，多制式、多频段通信系统的融合使用，基站天馈面资源越发紧缺，对天线系统的多频段、小型化、轻量化设计也提出更高的要求。

最近十几年，随着对雷达抗干扰要求的提高，脉冲多普勒雷达的发展，在众多的移动通信设备当中，矩形波导缝隙阵天线在这些需要窄波束或赋性波束的微波通信和雷达系统中获得了广泛应用。特别是它具有体积小、重量轻、口径效率高、宽角副瓣低等特点，在机载雷达上为优选形式。波导上的缝隙随着其切割位置的不同构成了不同形式的缝隙。

随着对天线系统的多频段、小型化、轻量化更高的要求，如何提供一种更小型的波导缝隙天线是本领域技术人员急需解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种波导缝隙天线，具有更小的体积、重量、以及更低的制作成本。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种波导缝隙天线，包括：

实心塑料介质天线本体；

嵌入所述实心塑料介质天线本体的馈电体；所述馈电体的一端裸露于所述实心塑料介质天线本体表面；

位于所述实心塑料介质天线本体表面包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁；所述金属壁与所述馈电体相互隔离，所述金属壁的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。

可选的，所述金属壁厚度的取值范围为10μm至20μm，包括端点值。

可选的，所述实心塑料介质天线本体呈长方体。

可选的，所述金属壁至少包覆所述实心塑料介质天线本体的四个长边。

可选的，所述馈电体沿所述实心塑料介质天线本体长边方向的投影位于所述实心塑料介质天线本体侧面中心。

可选的，所述实心塑料介质天线本体为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料实心天线本体。

可选的，所述金属壁设置有多个所述辐射缝隙。

可选的，所述金属壁设置有多条相互平行的缝隙带，任一所述缝隙带包括沿直线分布的多个所述辐射缝隙，任一所述缝隙带中相邻所述辐射缝隙的中心间距为电磁波在所述实心塑料介质天线本体内传播的波长；

相邻两个所述缝隙带中，一所述缝隙带内任一所述辐射缝隙与另一所述缝隙带内对应的所述辐射缝隙之间沿所述缝隙带延长方向的距离，为电磁波在所述实心塑料介质天线本体内传播的半波长。

本实用新型所提供的一种波导缝隙天线，包括实心塑料介质天线本体；嵌入实心塑料介质天线本体的馈电体；馈电体的一端裸露于实心塑料介质天线本体表面；位于实心塑料介质天线本体表面包覆实心塑料介质天线本体的金属壁；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。

在使用过程中由馈电体接收的电磁波具体会在塑料介质内传播，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而实现波导缝隙天线体积的减少；通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

附图说明

为了更清楚的说明本实用新型实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本实用新型实施例所提供的一种波导缝隙天线的结构示意图；

图2为图1的截面图；

图3为本实用新型实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线的结构示意图。

图中：1.实心塑料介质天线本体、2.馈电体、3.金属壁、4.辐射缝隙。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种波导缝隙天线。在现有技术中，波导缝隙天线通常是纯金属材质，而电磁波会在波导缝隙天线内的空气中进行传播，这将导致现有技术中波导缝隙天线的体积较大，重量较重且成本较高。

而本实用新型所提供的一种波导缝隙天线，包括实心塑料介质天线本体；嵌入实心塑料介质天线本体的馈电体；馈电体的一端裸露于实心塑料介质天线本体表面；位于实心塑料介质天线本体表面包覆实心塑料介质天线本体的金属壁；金属壁与馈电体相互隔离，金属壁的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。

在使用过程中由馈电体接收的电磁波具体会在塑料介质内传播，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而实现波导缝隙天线体积的减少；通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1以及图2，图1为本实用新型实施例所提供的一种波导缝隙天线的结构示意图；图2为图1的截面图。

参见图1以及图2，在本实用新型实施例中，波导缝隙天线包括实心塑料介质天线本体1；嵌入所述实心塑料介质天线本体1的馈电体2；所述馈电体2的一端裸露于所述实心塑料介质天线本体1表面；位于所述实心塑料介质天线本体1表面包覆所述实心塑料介质天线本体1的金属壁3；所述金属壁3与所述馈电体2相互隔离，所述金属壁3的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。

上述实心塑料介质天线本体1主要用于传递电磁波，该实心塑料介质天线本体1内通常不设置有空气间隙，以避免波导缝隙天线内电磁波传递速度不均匀。有关实心塑料介质天线本体1的形状可以参考现有技术中波导缝隙天线的形状，在本实用新型实施例中不做具体限定。

具体的，上述实心塑料介质天线本体1可以为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料实心天线本体，即上述实心塑料介质天线本体1的材质可以为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料，使用该改性塑料可以使得实心塑料介质天线本体1具有耐高温的特性以及稳定的介电常数。当然，在本实用新型实施例中也可以选用其他塑料介质来制作实心塑料介质天线本体1，在本实用新型实施例中不做具体限定。

上述实心塑料介质天线本体1内嵌入有馈电体2，该馈电体2用于引导电磁波进出波导缝隙天线，并与馈电网络连接。有关馈电体2的具体结构可以参考现有技术，在此不再进行赘述。上述馈电体2的一端通常需要裸露于实心塑料介质天线本体1表面，以保证波导缝隙天线可以连接进入馈电网络。在本实用新型实施例中，通常具体选用T型结构的馈电体2。需要说明的是，在本实用新型实施例中馈电体2与实心塑料介质天线本体1之间通常不留有缝隙。

上述实心塑料介质天线本体1表面设置有金属壁3，该金属壁3会包覆所述实心塑料介质天线本体1，以构造出波导腔，在使用过程中限制电磁波的传输范围，使得电磁波仅仅能在实心塑料介质天线本体1内传播。有关金属壁3的具体材质可以参考现有技术中纯金属波导缝隙天线的材质，在本实用新型实施例中不做具体限定。

具体的，在本实用新型实施例中，上述金属壁3厚度的取值范围通常为10μm至20μm，包括端点值。将金属壁3的厚度限制在上述范围内，可以在有效限制电磁波传输范围的同时，保证波导缝隙天线足够的轻量化。当然，在本实用新型实施例中对于金属壁3厚度的取值范围并不做具体限定，视具体情况而定。

在本实用新型实施例中，金属壁3与所述馈电体2相互隔离，所述金属壁3的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。将金属壁3与馈电体2相互隔离可以保证有馈电体2接收的电磁波可以在实心塑料介质天线本体1内传播。上述在实心塑料介质天线本体1内传播的电磁波会从辐射缝隙4处射出波导缝隙天线，而外界的电磁波也可以经过该辐射缝隙4进入波导缝隙天线。上述辐射缝隙4的位置与实心塑料介质天线本体1内传播的电磁波波长相关，有关辐射缝隙4形状的具体参数，以及波导缝隙天线整体形状的参数，需要根据实际情况根据电气仿真模型确定，在本实用新型实施例中不做具体限定。

在本实用新型实施例中，电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播时的波长可以由下式得出：

λg＝λ0/(ε_r×μ)^1/2；

其中λg为电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播的波长，λ0为电磁波在空气中传播的波长，ε_r为所使用塑料介质的相对介电常数，μ为所使用塑料介质的磁导率。由于电磁波的频率一致，相比于在空气中传输，电磁波在塑料介质中传输时的波长更短。而波导缝隙天线整体形状的参数与其内传输电磁波波长相关，所以使电磁波传输时的波长更短可以使波导缝隙天线整体形状更加小型化。

具体的，在本实用新型实施例中，所述实心塑料介质天线本体1可以呈长方体，长方体结构的实心塑料介质天线本体1便于进行电气仿真，从而便于波导缝隙天线的制作。进一步的，在本实用新型实施例中，所述金属壁3至少包覆所述实心塑料介质天线本体1的四个长边。此时，馈电体2通常只能从实心塑料介质天线本体1的侧面，沿实心塑料介质天线本体1长边方向嵌入实心塑料介质天线本体1，从而使得电磁波在实心塑料介质天线本体1内通常是沿实心塑料介质天线本体1长边方向传播。具体的，在本实用新型实施例中，所述馈电体2沿所述实心塑料介质天线本体1长边方向的投影位于所述实心塑料介质天线本体1侧面中心，以便于工作状态时电磁波在实心塑料介质天线本体1内的稳定分布。

本实用新型实施例所提供的一种波导缝隙天线，包括实心塑料介质天线本体1；嵌入实心塑料介质天线本体1的馈电体2；馈电体2的一端裸露于实心塑料介质天线本体1表面；位于实心塑料介质天线本体1表面包覆实心塑料介质天线本体1的金属壁3；金属壁3与馈电体2相互隔离，金属壁3的预设位置设置有裸露实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4。

在使用过程中由馈电体2接收的电磁波具体会在塑料介质内传播，而电磁波在塑料介质内传播的波长会明显小于电磁波在空气中的波长，而波导缝隙天线中辐射缝隙4的位置需要与传递电磁波波长相对应，从而实现波导缝隙天线体积的减少；通过使用塑料介质表面镀金属的方式替代纯金属材质的波导缝隙天线，可以有效降低波导缝隙天线的重量以及用料成本。

有关本实用新型所提供的一种波导缝隙天线的具体结构将在下述实用新型实施例中做详细介绍。

请参考图3，图3为本实用新型实施例所提供的一种具体的波导缝隙天线的结构示意图。

区别于上述实用新型实施例，本实用新型实施例是在上述实用新型实施例的基础上，进一步的对波导缝隙天线的结构进行具体限定。其余内容已在上述实用新型实施例中进行了详细介绍，在此不再进行赘述。

参见图3，在本实用新型实施例中，所述金属壁3设置有多个所述辐射缝隙4。当设置有多个辐射缝隙4之后，可以构成波导缝隙天线阵列，从而便于电磁波的收发。具体的，在本实用新型实施例中，所述金属壁3设置有多条相互平行的缝隙带，任一所述缝隙带包括沿直线分布的多个所述辐射缝隙4，任一所述缝隙带中相邻所述辐射缝隙4的中心间距为电磁波在所述实心塑料介质天线本体1内传播的波长；相邻两个所述缝隙带中，一所述缝隙带内任一所述辐射缝隙4与另一所述缝隙带内对应的所述辐射缝隙4之间沿所述缝隙带延长方向的距离，为电磁波在所述实心塑料介质天线本体1内传播的半波长。

图3中以两列缝隙带为例，沿直线分布的多个辐射缝隙4构成一缝隙带，而相邻缝隙带之间通常相互平行，且相邻缝隙带中的辐射缝隙4通常会相互对应。该缝隙带中，相邻辐射缝隙4的中心间距，即相邻辐射缝隙4中点的间距需要为电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播的波长，即上述λg。

而在相邻缝隙带中，辐射缝隙4通常相错设置，即一缝隙带内任一辐射缝隙4与另一缝隙带内对应的辐射缝隙4之间沿缝隙带延长方向的距离，通常为电磁波在实心塑料介质天线本体1内传播的半波长

即一缝隙带内任一辐射缝隙4通常对应于另一缝隙带内相邻辐射缝隙4之间的中点，从而便于电磁波的收发。

本实用新型实施例所提供的一种波导缝隙天线，通过设置多个裸露实心塑料介质天线本体1的辐射缝隙4可以制成波导缝隙天线阵列，从而便与电磁波的收发。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本实用新型所提供的一种波导缝隙天线进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (8)

1.一种波导缝隙天线，其特征在于，包括：

实心塑料介质天线本体；

嵌入所述实心塑料介质天线本体的馈电体；所述馈电体的一端裸露于所述实心塑料介质天线本体表面；

位于所述实心塑料介质天线本体表面包覆所述实心塑料介质天线本体的金属壁；所述金属壁与所述馈电体相互隔离，所述金属壁的预设位置设置有裸露所述实心塑料介质天线本体的辐射缝隙。

2.根据权利要求1所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述金属壁厚度的取值范围为10μm至20μm，包括端点值。

3.根据权利要求1所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述实心塑料介质天线本体呈长方体。

4.根据权利要求3所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述金属壁至少包覆所述实心塑料介质天线本体的四个长边。

5.根据权利要求4所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述馈电体沿所述实心塑料介质天线本体长边方向的投影位于所述实心塑料介质天线本体侧面中心。

6.根据权利要求1所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述实心塑料介质天线本体为以PEI、PPO或PPS为基础材质的改性塑料实心天线本体。

7.根据权利要求1至6任一项权利要求所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述金属壁设置有多个所述辐射缝隙。

8.根据权利要求7所述的波导缝隙天线，其特征在于，所述金属壁设置有多条相互平行的缝隙带，任一所述缝隙带包括沿直线分布的多个所述辐射缝隙，任一所述缝隙带中相邻所述辐射缝隙的中心间距为电磁波在所述实心塑料介质天线本体内传播的波长；

相邻两个所述缝隙带中，一所述缝隙带内任一所述辐射缝隙与另一所述缝隙带内对应的所述辐射缝隙之间沿所述缝隙带延长方向的距离，为电磁波在所述实心塑料介质天线本体内传播的半波长。

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