CN212968049U - 一种基于siw缝隙耦合天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于SIW缝隙耦合天线，包括介质层，介质层上表面设有辐射贴片、下表面设有介质地板层，介质地板层上具有耦合缝隙，耦合缝隙位置及形状与辐射贴片的位置与形状相匹配；介质地板层的下方设置有基片集成波导层，基片集成波导层的下表面设有波导地板层；波导地板层的下方贴附有多层微波板，多层微波板内设置有探针，探针的第一连接端与底层微带线连接，第二连接端与基片集成波导层或介质地板层连接。本实用新型的天线，将基片集成波导与垂直互联结构结合应用，避免使用微带馈线辐射导致方向图发生畸变，并与射频组件实现很好的集成应用，具有高的信号传输质量和贴片天线的使用性。

Description

一种基于SIW缝隙耦合天线

技术领域

本实用新型涉及相控阵天线领域，具体涉及一种基于SIW缝隙耦合天线。

背景技术

目前，毫米波有源相控阵收发组件正迈向日趋小型化的设计方向，为了实现高的空间利用率，射频微波信号必须在多层微波基板之间进行向上的传输。但是随着频率的升高，微波传输线和传播特性将变得越来越复杂，特别是在毫米波频段传输结构中，多层微波板上的传输结构和布线方式非常精密细致，影响传输线及其互联过渡传输性能的因素也变得复杂，电磁信号在这种复杂的多层介质结构中的特性和传播模式也变得复杂。由此造成毫米波垂直互联结构(也就是实现信号在多层基板内垂直向上传输的结构)对天线辐射性能的影响会随着频率的升高而增加。

传统的毫米波频段垂直互联多采用微带到微带、微带到带状线、带状线到微带等过度结构，而微带线馈线部分会影响天线的方向图性能；而传统的基片集成波导则不能与射频组件集成，从而影响天线传输效果。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种基于SIW缝隙耦合天线，将基片集成波导与垂直互联结构结合应用，避免使用微带馈线辐射导致方向图发生畸变，并与射频组件实现很好的集成应用，具有高的信号传输质量和贴片天线的使用性。

本实用新型通过下述技术方案实现：

本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，包括介质层，介质层上表面设有辐射贴片、下表面设有介质地板层，介质地板层上具有耦合缝隙，耦合缝隙位置及形状与辐射贴片的位置与形状相匹配；介质地板层的下方设置有基片集成波导层，基片集成波导层的下表面设有波导地板层；波导地板层的下方贴附有多层微波板，多层微波板内设置有探针，探针的第一连接端与底层微带线连接，第二连接端与基片集成波导层或介质地板层连接。

本实用新型的天线，通过设置介质层，在介质层上表面设置辐射贴片，下表面设置带有耦合缝隙的介质地板层，同时在介质层的下表面外设置基片集成波导层，在基片集成波导介质的下侧外表面上设置多层微波板，并在多层微波板下侧外表面上设置底层微带线，并在多层微波板内设置连接微带线和基片集成波导的探针，实现了将基片集成波导与垂直互联结构结合应用的目的，避免使用微带馈线辐射导致方向图发生畸变，同时实现了基片集成波导与射频组件良好的集成。

基片集成波导层内部有两组相互平行的金属化过孔，两组平行的金属化过孔围绕耦合缝隙设置，形成矩形，达到最强辐射效果和波导的功效，从而减小电磁波在介质中传播时能量的损失；

每相邻两个金属化过孔之间的间距小于等于预设的距离由于每相邻两个金属化过孔之间的间距决定了基片集成波导的传输衰减，金属化过孔间距越小，则能量损失就越小，本实用新型传输质量高。

多层微波板由多层介质和pp压合而成，每层介质都具有不同的功能，如控制层，电路层，功分网络层等。

波导地板层上设有反焊盘，用于隔开地板与探针，防止短路。

耦合缝隙的形状为一字形。

金属化过孔的孔轴垂直于基片集成波导层所在面。

辐射贴片为四片矩形贴片，分布在耦合缝隙的两侧。

所述多层微波板内围绕探针四周还设置至少4个相互平行的接地孔，每两个接地孔之间的间距小于波导波长的八分之一。

多层微波板包括至少两层地板层以及设置在相邻地板层之间的介质板，多层微波板内环绕探针的接地板处也设置有反焊盘，所述反焊盘是介质填充的介质盘，用以隔离探针和接地板。

本实用新型与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：

1、本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，将基片集成波导与垂直互联结构结合应用，避免使用微带馈线辐射导致方向图发生畸变，并与射频组件实现很好的集成应用，具有高的信号传输质量和贴片天线的使用性。

2、本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，具有较宽的带宽，相对带宽达到17.2％。

3、本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，将基片集成波导与垂直互联结构结合应用，避免使用微带馈线辐射导致方向图发生畸变。

4、本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，利用探针使得SIW结构与射频组件实现很好的集成，具有高的信号传输质量和贴片天线的使用性。

5、本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，组阵后能够实现大角度扫描。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：

图1为本实用新型顶层示意图；

图2为本实用新型基片集成波导层示意图；

图3为本实用新型底层示意图；

图4为本实用新型侧视图；

图5为本实用新型阵列示意图。

附图中标记及对应的零部件名称：

101-介质层，1011-辐射贴片，1013-耦合缝隙，102-基片集成波导层，1021-金属化过孔，1023-圆环，103-多层微波板，1032-探针，1033-反焊盘，1035-微带线，1036-焊盘。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

实施例

如图1和图4所示，本实用新型一种基于SIW缝隙耦合天线，包括天线辐射贴片层，天线辐射贴片层包括介质层101，包括设置在介质层上表面上的辐射贴片1011，介质层下表面上的介质地板层，介质地板层上开有耦合缝隙1013，耦合缝隙的位置及形状与辐射贴片的位置及形状相匹配，以使信号通过缝隙耦合到贴片上进行辐射；

如图2所示，SIW馈电层即基片集成波导层102，上表面与天线辐射贴片层共用介质地板层，基片集成波导层内四壁设置金属化过孔1021，以形成波导功效；所述基片集成波导下表面为波导地板层，地板上开有圆环1023，所述圆环填充介质，圆环1023边缘与探针1032边缘间距满足工艺加工水平，一般大于0.2mm；

如图3所示，TR组件即多层微波板103，由多层介质或pp片压合而成，中间贯穿多层地板，每层介质都有不同的用处，如控制层，电源层，功分网络层等；所述多层地板上有反焊盘1033，反焊盘为填充介质的介质盘，用于隔开探针1032和多层地板；所述多层微波板底层贴附有微带线1035，所述微带线与探针有焊盘1036，所述焊盘直径要大于探针直径至少0.2mm，具有一定的匹配作用。

所述探针1032，设置在所述多层板微波板和基片集成波导层内，包括第一连接端和第二连接端，所述第一连接端连接所述底层微带线1035，所述第二连接端连接所述基片集成波导层102，也可以与介质地板层连接，可根据匹配需求改变所述探针在所述基片集成波导层内的高度。

其中，所述基片集成波导层的金属化过孔围绕所述缝隙，每相邻两个金属化过孔之间的间距小于等于预设的距离，能量损失就越小，能够保证传输质量。

图5为采用本实用新型天线组合成的阵列示意图。

以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，包括介质层，介质层上表面设有辐射贴片、下表面设有介质地板层，介质地板层上具有耦合缝隙，耦合缝隙位置及形状与辐射贴片的位置与形状相匹配；介质地板层的下方设置有基片集成波导层，基片集成波导层的下表面设有波导地板层；波导地板层的下方贴附有多层微波板，多层微波板内设置有探针，探针的第一连接端与底层微带线连接，第二连接端与基片集成波导层或介质地板层连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，基片集成波导层内部有两组相互平行的金属化过孔，两组平行的金属化过孔围绕耦合缝隙设置，形成矩形。

3.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，多层微波板由多层介质和pp压合而成。

4.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，波导地板层上设有反焊盘。

5.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，耦合缝隙的形状为一字形。

6.根据权利要求2所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，金属化过孔的孔轴垂直于基片集成波导层所在面。

7.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，辐射贴片为四片矩形贴片，分布在耦合缝隙的两侧。

8.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，所述多层微波板内围绕探针四周还设置至少4个相互平行的接地孔，每两个接地孔之间的间距小于波导波长的八分之一。

9.根据权利要求1所述的一种基于SIW缝隙耦合天线，其特征在于，多层微波板包括至少两层地板层以及设置在相邻地板层之间的介质板，多层微波板内环绕探针的接地板处也设置有反焊盘，所述反焊盘是介质填充的介质盘。

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