本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

過去十年中，隨著無線系統(tǒng)的快速發(fā)展，多頻段天線變得越來越重要。通常，天線應(yīng)該具有以下優(yōu)點：可重構(gòu)性，高集成度，高性能，可靠性好，造價低，重量小。

21世紀(jì)初，吳柯教授提出基片集成波導(dǎo)技術(shù)，其具有高的Q值。最近幾年，越來越多的縫隙天線被應(yīng)用在基片集成波導(dǎo)上，基片集成波導(dǎo)更易集成以及使用PCB技術(shù)加工，制造成本低，基片集成波導(dǎo)技術(shù)也應(yīng)用于其他器件?；刹▽?dǎo)天線有更低的插損，更高的輻射效率。對于多頻點工作的天線，也應(yīng)用基片集成波導(dǎo)技術(shù)進(jìn)行設(shè)計。使用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計出的多頻點天線，其具有更低的剖面度，結(jié)構(gòu)簡單且集成度高。

然而，基片集成波導(dǎo)天線多用于高頻段，在低頻段時其設(shè)計出的天線一般比微帶天線結(jié)構(gòu)偏大。這樣，對于低頻天線極難應(yīng)用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計。因此傳統(tǒng)低頻天線多采用微帶結(jié)構(gòu)和共面波導(dǎo)設(shè)計，其設(shè)計雖然可以制作低頻段的天線，但其剖面度不好且Q值偏低、不易集成。

目前，為實現(xiàn)微米波以下低頻部分的多頻點天線設(shè)計，多采用基片集成波導(dǎo)技術(shù)設(shè)計。將介質(zhì)板設(shè)計成圓環(huán)并在介質(zhì)板的表面通過開縫隙成為一種設(shè)計主流。這樣不僅可以使天線輻射效果更好、更好的方向圖、高的增益以及可以設(shè)計出圓極化和線極化天線。

對于基片集成波導(dǎo)天線設(shè)計成圓盤形狀，并開圓縫隙和圓裂形縫隙可以設(shè)計出很好的線極化天線。

本發(fā)明首次在基片集成波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中采用圓縫隙和圓裂形縫隙，解決了低頻段難以使用基片集成波導(dǎo)設(shè)計出小尺寸天線問題，并實現(xiàn)了很好的線極化。

本

技術(shù)實現(xiàn)要素：
，經(jīng)文獻(xiàn)檢索，未見與本發(fā)明相同的公開報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)之不足，設(shè)計出基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線。

本發(fā)明的基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線由以下5部分組成：介質(zhì)板，圓環(huán)形縫隙,裂槽縫隙陣列，金屬過孔，金屬層，其中：

a. 介質(zhì)板為圓盤形介質(zhì)板；

b. 介質(zhì)板上打了一圈圓環(huán)形周期性排列的金屬過孔，介質(zhì)板的上下兩個表面分別涂有金屬層；

c.介質(zhì)板上表面的金屬層上開有圓環(huán)形縫隙和裂槽縫隙陣列，裂槽縫隙陣列由八段弧形縫隙單元組成，呈周期性圓環(huán)形排列，縫隙單元之間有一定間隔；圓環(huán)形縫隙、大圈弧形裂槽縫隙陣列、小圈弧形裂槽縫隙陣列與介質(zhì)板的圓心的距離依次遞減；

d.本發(fā)明的新型基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線采用同軸饋電，饋電點2在偏離圓心的介質(zhì)板上，在饋電點打有過孔，同軸電纜通過過孔對天線進(jìn)行饋電。

所述開于介質(zhì)板上表面金屬層的圓環(huán)形縫隙和兩圈弧形裂槽縫隙陣列實現(xiàn)了天線的多頻輻射；加入兩圈弧形裂槽縫隙陣列實現(xiàn)了更好的線極化，對每圈弧形裂槽縫隙陣列調(diào)整合適的弧度以及采用八段獲得了更好的回波損耗性能；天線采用非對稱的同軸饋電形式，通過選擇適合的饋電位置實現(xiàn)了很好的回波損耗，獲得了良好的帶寬。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點：

1、解決了天線單一頻點的問題，本天線具有多頻段特點；

2、具有小尺寸，低剖面，易集成，易加工，制造成本低；

3、低損耗，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，傳輸性能好；

4、具有高增益，多頻點。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的上表面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為本發(fā)明的下表面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4為為本發(fā)明中天線回波損耗（S11）的仿真結(jié)果。

圖5為本發(fā)明在4.28GHz時E面、H面的仿真極化方向圖。

圖6為本發(fā)明在7.61GHz時E面、H面的仿真極化方向圖。

圖7為本發(fā)明在9.29GHz時E面、H面的仿真極化方向圖。

圖8為本發(fā)明在10.20GHz時E面、H面的仿真極化方向圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施方式對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

如圖1所示，本發(fā)明中的基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線由以下5部分組成：介質(zhì)板1，圓環(huán)形縫隙3,裂槽縫隙陣列4、5，金屬過孔6，金屬層7、8，其中：

a.介質(zhì)板1為圓盤形介質(zhì)板；

b.介質(zhì)板1上打了一圈圓環(huán)形周期性排列的金屬過孔6，介質(zhì)板1的上下兩個表面分別涂有金屬層7、8；

c.介質(zhì)板1上表面的金屬層7上開有圓環(huán)形縫隙3和裂槽縫隙陣列4、5，裂槽縫隙陣列4、5由八段弧形縫隙單元組成，呈周期性圓環(huán)形排列，縫隙單元之間有一定間隔；圓環(huán)形縫隙3、弧形裂槽縫隙陣列4、弧形裂槽縫隙陣列5與介質(zhì)板1的圓心的距離依次遞減；

d.本發(fā)明的新型基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線采用同軸饋電，饋電點2在偏離圓心的介質(zhì)板上，在饋電點打有過孔，同軸電纜通過過孔對天線進(jìn)行饋電。

本發(fā)明中基片集成波導(dǎo)的多頻段圓環(huán)形縫隙天線具有四個工作頻點，并實現(xiàn)線極化，介質(zhì)板采用介電常數(shù)為2.2和損耗角正切為0.0009的RT/Duroid 5880介質(zhì)材料，其半徑為20mm，厚度為1.5mm；天線回?fù)軗p耗仿真結(jié)果如圖4所示；仿真結(jié)果表明，在4GHz-10GHz頻段內(nèi)有四個諧振點，分別為4.28GHz，7.61GHz，9.29GHz，10.20GHz，天線反射系數(shù)在各個諧振點都小于-20dB，體現(xiàn)了天線多頻點的特點；天線在各個諧振點方向圖的仿真結(jié)果如圖5-8所示；仿真結(jié)果表明，在4.28GHz，7.61GHz，9.29GHz，10.20GHz四個諧振頻點處，各工作頻點的極化方向圖均在E面和H面實現(xiàn)了很好的線極化，最大增益分別為6.92dB，4.72dB，9.2dB和 7.1dB，可以看出天線增益高，且輻射方向圖具有很好的穩(wěn)定性。

上面對本發(fā)明的較佳實施方式作了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明并不限于上述實施方式，在本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員所具備的知識范圍內(nèi)，還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下做出各種變化。