，使得在通过第三子喇叭20和第四子喇叭21中传输的电磁波同相到达天线的口径面15。
[0027]所述的中间缝隙12、左边缝隙16和右边缝隙17中的多边形是三角形、或四边形、或五边形或其它边数大于五的多边形；中间缝隙12、左边缝隙16和右边缝隙17中的头端部分和尾端部分的形状是直线、或折线或指数线。
[0028]所述的左边子喇叭13和右边子喇叭14的宽度要保证电磁波可以在左边子喇叭13和右边子喇口八14中传输而不被截止。
[0029]所述的第一子喇叭18、第二子喇叭19、第三子喇叭20和第四子喇叭21的宽度要保证电磁波可以在第一子喇卩八18、第二子喇卩八19、第三子喇卩八20和第四子喇卩八21中传输而不被截止。
[0030]所述的金属化过孔喇叭侧壁11中，相邻的两个金属化过孔的间距要小于或等于工作波长的十分之一，使得构成的金属化过孔喇叭侧壁11能够等效为电壁。
[0031]在子喇叭中，电磁波的传播相速与子喇叭的宽度有关，子喇叭的宽度越宽，主模传播的相速越低；反之，子喇叭的宽度越窄，主模传播的相速越高。电磁波从天线的端口 5进入微带馈线I的一端，经过微带馈线I进入基片集成波导喇叭天线2的窄端口 6，传输一段距离后，遇到中间的缝隙12，由于对称性，电磁波就分成功率相等的两路分别进入左边子喇叭13和右边子喇叭14传输，左边子喇叭13和右边子喇叭14完全对称，以左边的子喇叭13为例说明，当电磁波进入左边的子喇叭13传输后一段距离后，将遇到左边缝隙16，再被分成两路向天线口径面15的方向传输，调整在左边子喇叭13中左边缝隙16的头端部分及多边形顶点的位置，可以调整通过第一子喇叭18和第二子喇叭19中传输的电磁波的相对相速和相对功率，进而调整通过第一子喇叭18和第二子喇叭19传输的电磁波在口径面15上的相对相位和相对幅度；如果第一子喇叭18和第二子喇叭19在天线口径面15上的端口宽度相等，调整在左边子喇叭13中该缝隙16的头端及多边形顶点的位置，可以使得通过第一子喇叭18和第二子喇叭19传输的电磁波的功率相等，同时还使得这两路电磁波同相到达天线的口径面15，这样在天线口径面15上第一子喇叭18和第二子喇叭19端口的场强幅度分布和相位都一样；电磁波在右边子喇口八14中传输也是同样的情况。以上述方式就可以控制在天线口径面15上电磁波的幅度和相位分布，如果保持在天线口径面15上第一子喇叭18、第二子喇叭19、第三子喇叭20和第四子喇叭21的端口宽度都相等，并调整中间缝隙
12、左边缝隙16和右边缝隙17的头端部分及多边形顶点的位置使得通过第一子喇叭18、第二子喇叭19、第三子喇叭20和第四子喇叭21传输电磁波的同功率同相到达天线口径面15，就可以使得在天线口径面15上四个端口的场强相位和幅度分布均一致，这样就可以提高天线的口径效率和增益的目的。同理也可以按照需要在天线的口径面15上实现特定的场强幅度和相位分布。
[0032]在工艺上，缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线既可以采用普通的印刷电路板(PCB)工艺，也可以采用低温共烧陶瓷(LTCC)工艺或者CMOS、Si基片等集成电路工艺实现。其中金属化过孔11可以是空心金属通孔也可以是实心金属孔，也可以是连续的金属化壁，金属通孔的形状可以是圆形，也可以是方形或者其他形状的。
[0033]在结构上，依据同样的原理，可以再加四条缝隙把四个子喇叭分成八个子喇叭，并使得通过这八个子喇叭到达天线口径面15上的电磁波同相且功率一样，这样同时天线口径面15上的幅度分布更为均匀，而且增加天线口径面15上的子喇叭的数量并不一定要求同时增加天线口径面15的宽度，只要保证子喇叭能够传输主模就可以。由于越靠近天线的金属化过孔侧壁11，电磁波到达天线口径面15的路程越远，因此相对于离金属化过孔侧壁11较远的子喇叭，离金属化过孔侧壁11较近的子喇叭的宽度相对较窄以得到较高的电磁波传输相速。中间缝隙12、左边缝隙16和右边缝隙17中的多边形可以是三角形、四边形、五边形或其它边数大于五的多边形，这些多边形的一条边或者多条边的形状可以是直线、弧线或其它曲线；中间缝隙12、左边缝隙16和右边缝隙17中的头端部分或者尾端部分可以是直线、折线、指数线或其它曲线。
[0034]根据以上所述，便可实现本发明。
【主权项】
1.一种缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于该天线包括设置在介质基板(4)上的微带馈线(I)、基片集成波导喇叭天线(2)和缝隙(3);所述微带馈线(I)的一端是天线的输入输出端口(5)，微带馈线(I)的另一端与基片集成波导喇叭天线(2)的窄端口(6)相接；基片集成波导喇叭天线(2)由位于介质基板(4) 一面的第一金属平面(8)、位于介质基板(4)另一面的第二金属平面(10)和穿过介质基板(4)连接第一金属平面(8)和第二金属平面(10)的两排金属化过孔喇叭侧壁(11)组成；第一金属平面(8)和第二金属平面(10)有多条缝隙(3)，缝隙(3)的长度超过一个波长，并构成中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)冲间缝隙(12)位于基片集成波导喇叭天线(2)的两个侧壁(11)中间的位置，并把基片集成波导喇叭天线(2)分为左右对称的左边子喇叭(13)和右边子喇叭(14);左边缝隙(16)把左边的子喇叭(13)分成了第一子喇叭(18)和第二子喇叭(19);右边缝隙(17)把右边子喇叭(14)分成了第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21);第一子喇叭(18)、第二子喇叭(19)、第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21)的一个端口朝着天线窄端口(6)的方向，其另一端口都在天线口径面(15)上； 所述的中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)形状都是由头端部分、多边形和尾端部分三段依次相连构成，中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)的头端都靠近喇叭天线的窄端口(6)的方向，中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)的尾端在天线口径面(15)上； 选择左边缝隙(16)中头端部分或多边形在左边子喇叭(13)中的位置，使得在第一子喇叭(18)和第二子喇叭(19)中传输的电磁波的功率相等； 改变左边缝隙(16)中头端部分或多边形在左边子喇叭(13)中的位置，使得在通过第一子喇叭(18)和第二子喇叭(19)中传输的电磁波同相到达天线的口径面(15); 选择右边缝隙(17)中头端部分或多边形在右边子喇叭(14)中的位置，使得在第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21)中传输的电磁波的功率相等； 改变右边缝隙(17)中中头端部分或多边形在右边子喇叭(14)中的位置，使得在通过第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21)中传输的电磁波同相到达天线的口径面(15)。
2.根据权利要求1所述的一种缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于所述的中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)中的多边形是三角形、或四边形、或五边形或其它边数大于五的多边形冲间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)中的头端部分和尾端部分的形状是直线、折线或指数线。
3.根据权利要求1所述的一种缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于所述的左边子喇叭(13)和右边子喇叭(14)的宽度要保证电磁波可以在左边子喇叭(13)和右边子喇叭(14)中传输而不被截止。
4.根据权利要求1所述的一种缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于所述的第一子喇叭(18)、第二子喇叭(19)、第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21)的宽度要保证电磁波可以在第一子喇叭(18)、第二子喇叭(19)、第三子喇叭(20)和第四子喇叭(21)中传输而不被截止。
5.根据权利要求1所述的一种缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线，其特征在于所述的金属化过孔喇叭侧壁(11)中，相邻的两个金属化过孔的间距要小于或等于工作波长的十分之一，使得构成的金属化过孔喇叭侧壁(11)能够等效为电壁。
【专利摘要】缝隙相位幅度校准的平面喇叭天线涉及一种平面喇叭天线。该天线包括集成在一块介质基板(4)上的微带馈线(1)、基片集成波导喇叭天线(2)和缝隙(3)，微带馈线(1)连接天线端口(5)和喇叭天线窄端口(6)，喇叭天线(2)由第一金属平面(8)、第二金属平面(10)和两排金属化过孔喇叭侧壁(11)组成，第一金属平面(8)和第二金属平面(10)上的中间缝隙(12)、左边缝隙(16)和右边缝隙(17)，在喇叭天线(2)中形成四个子喇叭，四个子喇叭的一端都离天线窄端口(6)较近，其另一端在天线口径面(15)上。该天线可以提高天线的增益。
【IPC分类】H01Q3-28, H01Q3-30, H01Q13-02
【公开号】CN104716437
【申请号】CN201510145994
【发明人】殷晓星, 夏华婧, 赵洪新
【申请人】东南大学
【公开日】2015年6月17日
【申请日】2015年3月30日