1.一种基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征:该天线是由辐射结构和馈电结构组成;其中,所述辐射结构,是由2个或4个辐射单元构成,每个辐射单元是通过在介质集成波导的上层金属板开缝隙槽实现电磁波的辐射;所述馈电结构,采用等幅同相的微带功分器,给辐射单元提供相同的射频能量;天线结构从上至下依次包括:第一层金属片(1)、第一层介质板(2)、第二层金属片(3),以及金属孔(4)。
2.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述辐射单元的第一层金属片(1)设置具有左右对称性的“亣”字形缝隙槽和呈倒立状的“八”字形缝隙槽(8);所述“亣”字形缝隙槽是由“—”字形缝隙槽(5),中间的“|”字形缝隙槽(6)以及两侧的“|”字形缝隙槽(7)相连构成;所述“—”字形缝隙槽作为主辐射体,向自由空间辐射电磁波;所述“|”字形缝隙槽以及对称分布两侧的“|”字缝隙槽是用以扰动电流分布从而移动谐振频率达到宽带效果;所述呈倒立状的“八”字形缝隙槽(8),用以均分馈入的射频能量,使得电流分布更加地对称,与“亣”字形缝隙槽配合,用以提高带宽以及辐射增益。
3.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述金属孔(4)是一组直径为1mm的圆柱形金属连接杆,均匀分布第一层介质板(2)的四周边缘;所述金属孔(4)连接着第一层金属片(1)和第二层金属片(3),以此形成介质集成波导的金属壁;所述金属孔(4)的每一个圆柱形金属连接杆相邻间距为1.5mm;所述每一个辐射单元的间距相等且为0.86λ,λ为工作频点9.0GHz对应的自由空间波长。
4.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述辐射单元数量n为2或者4。当辐射单元数为2时,所述馈电结构则为一分二等幅同相微带功分器;当所述辐射单元数量为4时,所述馈电结构则为一分四等幅同相微带功分器;所述2个辐射单元与一分二等幅同相微带功分器相连,则构成2单元阵列天线;所述4个辐射单元与一分四等幅同相微带功分器相连,则构成4单元阵列天线。
5.根据权利要求4所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述等幅同相微带功分器的每一路输出端口到输入端口的传输长度相同,实现等幅同相馈电;所述等辐同相微带功分器采用阶梯形金属线(9)和“T”形分支金属线(10),实现良好的阻抗匹配;所述等幅同相微带功分器的输入阻抗和输出阻抗设置为50欧姆。
6.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述第一层介质板(2)采用Rogers5880,其介电常数εr为2.2,厚度相同且均为0.04λ;
所述第二层金属片(3)的平面尺寸与第一层介质板(2)相同。
7.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的宽带背腔式平面缝隙阵列天线,其特征在于,所述2单元阵列天线尺寸为1.58λ×1.77λ×0.04λ,相对带宽25.6%,9.0GHz的增益为
10.1dBi,1dB增益带宽为12.8%;所述4单元阵列天线尺寸为2.07λ×3.46λ×0.04λ,相对带宽31.3%,9.0GHz的增益为12.9dBi,1dB增益带宽为6.8%。