SIW基片集成波導(dǎo) 喇叭天線

1、一種基于SIW(基片集成波導(dǎo)) 技術(shù)的喇叭天線時(shí)間：2015-08-15  來(lái)源：天線設(shè)計(jì)網(wǎng)  TAGS：SIW 基片集成波導(dǎo) 喇叭天線 隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)的發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)通訊設(shè)備的效率要求越來(lái)越高，也相應(yīng)的引發(fā)了對(duì)寬通帶#高傳輸效率的實(shí)時(shí)視頻設(shè)備及數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備的研究"由于市場(chǎng)對(duì)低頻無(wú)線通信設(shè)備的廣泛應(yīng)用，使得低頻信道越來(lái)越擁堵"人們普遍把目光集中在高頻波段，同時(shí)還要求射頻電路組件結(jié)構(gòu)要緊湊#質(zhì)量輕便"所以大頻率貼片天線成為研究趨勢(shì)。設(shè)計(jì)的 H 面喇叭天線，是一種電場(chǎng)輻射呈現(xiàn)喇叭天線輻射特性的孔徑天

2、線"這使得該天線具有較高方向系數(shù)"眾所周知，波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在毫米波通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，它擁有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也非常明顯，那就是尺寸結(jié)構(gòu)太大#剖面太高，限制了這種天線在高性能衛(wèi)星通訊系統(tǒng)和雷達(dá)系統(tǒng)中的應(yīng)用"而隨著基片集成波導(dǎo)( SIW) 技術(shù)的提出，使這個(gè)問(wèn)題找到了解決的途徑，即研究以基片集成波導(dǎo)為平臺(tái)的天線"基片集成波導(dǎo)技術(shù)天線設(shè)計(jì)網(wǎng)就是在普通微帶印制板上沿邊緣開規(guī)則的金屬過(guò)孔，以此來(lái)模擬波導(dǎo)的磁壁"應(yīng)用這種技術(shù)制成的基片集成波導(dǎo)保留了大部分的傳統(tǒng)波導(dǎo)的傳輸性質(zhì)，同時(shí)也比傳統(tǒng)波導(dǎo)尺寸更小#剖面更低和更易于平板電路的集成。設(shè)計(jì)原理天線總體分為 3

3、 部分，在前端是由金屬過(guò)孔和貼片上下金屬表面共同圍成的喇叭結(jié)構(gòu)，與喇叭結(jié)構(gòu)相連的是基片集成波導(dǎo)( siw) 構(gòu)成的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，最后用微帶波導(dǎo)轉(zhuǎn)換器進(jìn)行饋電。顯然，這種天線是一種微帶印制板天線，所以天線尺寸會(huì)縮小 。天線基板選用介電常數(shù)為10.2的 GaAs 板材，中心頻率為26Ghz。天線的饋電部分采用微帶線波導(dǎo)轉(zhuǎn)天線設(shè)計(jì)網(wǎng)換結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)的前端是常規(guī)的 50歐姆 微帶線，50歐姆 微帶線之后是一段呈錐型的過(guò)渡段，其作用是將微帶線結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)臏?zhǔn)TEM波轉(zhuǎn)化為能在波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳輸?shù)腡M10波。經(jīng)過(guò)優(yōu)化計(jì)算得到 50歐姆微帶饋線的尺寸如圖 1所示。天線的總體尺寸為 10.5mmx5.5mmx0.5mm

4、。仿真與實(shí)測(cè)結(jié)果本文應(yīng)用HFSS 13.0 進(jìn)行仿真天線設(shè)計(jì)網(wǎng)計(jì)算"實(shí)物如圖 2所示，天線中金屬過(guò)孔全部采用矩形孔，因?yàn)閼?yīng)用圓形過(guò)孔的設(shè)計(jì)模型計(jì)算更耗資源，而應(yīng)用矩形過(guò)孔在性能上差異甚微，所以選取更易實(shí)現(xiàn)的矩形孔，過(guò)孔尺寸為 0.3mmx0.3mm?；夭〒p耗仿真與測(cè)試對(duì)比 波導(dǎo)及天線內(nèi)部場(chǎng)分布天線輻射方向圖本文提出一種基于天線設(shè)計(jì)網(wǎng)SIW技術(shù)的 H 面喇叭天線，利用微帶過(guò)渡段和SIW等效的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)將微帶天線中的準(zhǔn) TEM 波轉(zhuǎn)成可以為喇叭饋電的TM10波，并在天線輻射端加載階梯變換段增強(qiáng)了天線的方向性"同時(shí)利用微帶天線的性質(zhì)明顯縮小了天線的尺寸和剖面，通過(guò)計(jì)算結(jié)果可以看出，該天線實(shí)現(xiàn)了波導(dǎo)喇叭天線的功能，性能良好。下載提示：有模型附件下載的，請(qǐng)將文件后綴格式“.