1.应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于由馈源结构A、主反射器B、围边结构C、副反射器D构成;
所述的馈源结构A包括双极化电磁偶极子天线E,第一SIW腔F1,多层空气腔;
所述的第一SIW腔F1由贯穿第二介质基板S2的若干金属柱周期性排布围成封闭结构构成,这些金属柱的下端与第二金属层M2接触,上端与第三金属层M3接触;
所述的第二介质基板S2的上下表面分别设有第二金属层M3、第二金属层M2;第三金属层M3上开有一个一定形状的缝隙,即第三耦合缝隙N3;
所述的多层空气腔设置在第一SIW腔F1内,且不与双极化电磁偶极子天线E接触;每层空气腔由贯穿第二介质基板S2的若干通孔周期性排布围成封闭结构构成,这些金属柱的下端与第二金属层M2接触,上端与第三金属层M3不接触;
所述的主反射器B为位于第二介质基板S2与第三介质板S3之间的第三金属层M3;
所述的围边结构C包括第二SIW腔F2、第三SIW腔F3和第四SIW腔F4;第二SIW腔F2由贯穿第三介质基板S3的若干金属柱周期性排布围成封闭结构构成,金属柱的下端与第三金属层M3接触,上端与第四金属层M4接触;第三SIW腔F3由贯穿第四介质基板S4的若干金属柱周期性排布围成封闭结构构成,金属柱的下端与第四金属层M4接触,上端与第五金属层M5接触;
第四SIW腔F4由贯穿第五介质基板S5的若干金属柱周期性排布围成封闭结构构成,金属柱的下端与第五金属层M5接触,上端与第六金属层M6接触;同时第三介质基板S3的第二SIW腔F2内挖有一定形状的通孔,且在第四金属层M4开有与该通孔一样尺寸的第四耦合缝隙N4;
第四介质基板S4的第三SIW腔F3内挖有一定形状的通孔,且在第五金属层M5开有与该通孔一样尺寸的第五耦合缝隙N5;第五介质基板S5的第四SIW腔F4内挖有一定形状的通孔,且在第六金属层M6开有与该通孔一样尺寸的第六耦合缝隙N6;
所述的副反射器D为第六金属层M6,位于第六介质基板S6下表面,成一定的形状;其相对位置不与第一SIW腔F1、第二SIW腔F2、第三SIW腔F3、第四SIW腔F4、多层空气腔重合。
2.根据权利要求1所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于馈源结构A,主反射器B,围边结构C,副反射器D的中心在同一直线上。
3.根据权利要求2所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于第二SIW腔F2、第三SIW腔F3、第四SIW腔F4、第四耦合缝隙N4、第五耦合缝隙N5、第六耦合缝隙N6中心与辐射结构E2中心在同一直线上。
4.根据权利要求1或2所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于第一SIW腔F1的最大直径小于第二SIW腔F2、第三SIW腔F3、第四SIW腔F4。
5.根据权利要求1或2所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于将一对幅值相等,相位差相差180°的差分信号输入到本发明的馈源结构A中的SIW结构T1,差分信号通过位于第二金属层M2的第一耦合缝隙N1、第二耦合缝隙N2激励馈源结构A的电磁偶极子进行电磁波辐射产生馈源信号;馈源结构A产生的馈源信号在主反射面和副反射面之间反射后满足驻波场条件,并通过副反射器D与第六耦合缝隙N6之间无金属覆盖部分的空隙进行能量向外的传输;主反射面由第二金属层M2、主反射器B和围边结构C决定,副反射面由副反射器D决定。
6.根据权利要求1或2所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于所述的双极化电磁偶极子天线E包括馈电结构E1和辐射结构E2;
所述的馈电结构E1包括第一介质基板S1、分别设置在第一介质基板S1上下表面的第一金属层M1、第二金属层M2、以及设置在第一介质基板S1内的SIW结构T1;所述的第二金属层M2设置在第一介质基板S1的上表面,第二金属层M2上开有第一耦合缝隙N1、第二耦合缝隙N2,第一耦合缝隙N1与第二耦合缝隙N2交叉成十字型;所述的第一介质基板S1设有中心对称的SIW结构T1;SIW结构T1中心腔体四个角附近均设有一个第一金属柱V1,且这些第一金属柱V1位于腔体内部呈中心对称;
所述的SIW结构T1由多个金属柱构成,SIW结构T1、第一金属柱V1的下端均与第一金属层M1接触,上端均与第二金属层M2接触;
所述的辐射结构E2包括第二介质基板S2、设置在第二介质基板S2上表面的多个辐射贴片P1;辐射贴片P1间通过十字型连接结构P2连接;辐射贴片P1位于第三耦合缝隙N3内,且不与第二金属层M3接触;
所述的第二介质基板S2设有若干通孔用于放置第二金属柱V2;第二金属柱V2的一端与辐射贴片P1接触,另一端与第二金属层M2接触;若干第二金属柱V2均匀分布在辐射贴片P1正下方,且同一个辐射贴片P1相连的第二金属柱V2成一定角度排列,不同辐射贴片相连的第二金属柱V2呈中心对称。
7.根据权利要求6所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于所述的第一介质基板S1的相对介电常数εr为1~10.2,厚度h1为0.15λg~0.25λg,第一耦合缝隙N1、第二耦合缝隙N2的长Ls为0.5λg~0.9λg,宽Ws为0.03λg~0.1λg;SIW结构T1输入端宽度Wa为
0.5λg~λg,中心腔体部分宽度Wb为λg~1.5λg,第一金属柱V1与SIW结构T1金属柱直径Da为
0.03λg~0.08λg,金属柱间距Ga为0.1λg~0.15λg,金属柱偏离结构中心轴的距离Off为0.5λg~0.6λg,λg为第一介质基板S1的工作波长;
第二介质基板S2的相对介电常数εr为1~10.2,高度h2为0.25λg~0.35λg;矩形辐射贴片P1的长和宽La为0.25λg~0.45λg,两片矩形辐射P1贴片之间的间隔Wc为0.03λg~0.08λg;十字型辐射贴片P2的宽Wd为0.03λg~0.08λg;第二金属柱V2的直径Db为0.03λg~0.08λg,同一辐射贴片上金属柱间距Gb为0.1λg~0.15λg,两相邻辐射贴片上金属柱之间的间距Lb为0.15λg~0.3λg;第一SIW腔F1的直径Df为3.9λg~4λg;第一空气腔G1的直径Dd为3.6λg~3.7λg,第二空气腔G2的直径Dc为3.2λg~3.3λg;第三耦合缝隙N3的直径De为3.7λg~3.9λg;第一SIW腔的金属柱孔径、第一空气腔G1通孔孔径、第二空气腔G2通孔孔径皆是Dg为0.03λg~0.08λg,λg为第二介质基板S2的工作波长。
8.根据权利要求6或7所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于所述的第三介质基板S3的相对介电常数εr为1~10.2,高度h3为0.25λg~0.35λg;第二SIW腔F2的直径Di为4.8λg~4.9λg,第二SIW腔F2的金属柱孔径Dj为0.03λg~0.08λg;第四耦合缝隙N4的直径Dh为4.6λg~4.8λg,λg为第三介质基板S3的工作波长;
所述的第四介质基板S4的相对介电常数εr为1~10.2,高度h4为0.25λg~0.35λg;第三SIW腔F3的直径Dm为4.8λg~4.9λg,第三SIW腔F3的金属柱孔径Dn为0.03λg~0.08λg;第四耦合缝隙N4的直径Dk为4.6λg~4.8λg,λg为第四介质基板S4的工作波长;
所述的第五介质基板S5的相对介电常数εr为1~10.2,高度h5为0.05λg~0.15λg;第四SIW腔F4的直径Dq为4.8λg~4.9λg,第四SIW腔F4的金属柱孔径Dr为0.03λg~0.08λg;第六耦合缝隙N6的直径Dp为4.6λg~4.8λg,λg为第五介质基板S5的工作波长。
9.根据权利要求6或7或8所述的应用在毫米波频段的双极化短背射天线,其特征在于所述的第六介质基板S6的相对介电常数εr为1~10.2,高度h6为0~0.1λg;副反射器D的直径Ds为0.4λg~0.6λg,λg为第六介质基板S6的工作波长。