本實(shí)用新型涉及毫米波天線技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

毫米波是指頻率為30GHz-300GHz，波長為10mm-1mm的電磁波。因?yàn)楹撩撞l段具有波長短、頻帶寬等特性，所以被廣泛應(yīng)用于包括毫米波雷達(dá)、導(dǎo)彈制導(dǎo)、電子對抗、毫米波通訊、遙測遙感、射電天文等軍事領(lǐng)域和民用領(lǐng)域。尤其是在制導(dǎo)技術(shù)方面，因?yàn)楹撩撞l段的頻率較高，在具備微波制導(dǎo)特性的同時(shí)也具有一定的光電制導(dǎo)特性，所以毫米波制導(dǎo)技術(shù)可以將微波制導(dǎo)技術(shù)穿透性強(qiáng)，光電制導(dǎo)器件體積小、角度分辨率高的特點(diǎn)結(jié)合起來，具有十分優(yōu)良的制導(dǎo)性能。而在毫米波系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是毫米波天線的設(shè)計(jì)。但隨著頻率的升高，傳統(tǒng)的天線形式在毫米波頻段遇到了很多問題。例如，在毫米波頻段設(shè)計(jì)的貼片天線因其大部分能量被束縛在貼片天線的介質(zhì)之中，所以損耗較大，天線效率不高，同時(shí)，貼片天線單元的帶寬較窄，限制了貼片天線的應(yīng)用范圍；反射面天線雖然具有較高的增益和效率，但該天線的尺寸大、剖面高，難以達(dá)到現(xiàn)代毫米波天線小型化和易于集成的要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種寬帶空氣介質(zhì)天線單元，該天線單元具有寬帶、低損耗、低剖面、易于集成的特點(diǎn)。

為解決上述問題，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案是：一種寬帶空氣介質(zhì)天線單元，該天線單元包括自上而下依次羅列布置的第一基片、第二基片和第三基片，所述的三個(gè)基片上下對正，所述的三個(gè)基片的截面均為長方形形狀，所述第一基片和第三基片為硅基片，所述第二基片為高阻硅基片，在第一基片上開有用于輻射的第一輻射槽和第二輻射槽，在第一基片上還開有用于放置饋電探針的探針槽，所述第一輻射槽、第二輻射槽和探針槽均為通透槽體，在第一基片和第三基片的外表面任意位置均敷設(shè)有金屬，在第二基片上設(shè)有終端短路的基片集成波導(dǎo)和貼片結(jié)構(gòu)，所述貼片結(jié)構(gòu)的上表面設(shè)有金屬片，在第二基片上表面刻有共面波導(dǎo)饋電電路，在第二基片上還設(shè)有通孔，所述第二基片的上下表面和通孔內(nèi)壁敷設(shè)有金屬，所述第一輻射槽和第二輻射槽位于基片集成波導(dǎo)的上方，所述第一輻射槽和第二輻射槽由空氣介質(zhì)填充的基片集成波導(dǎo)激勵(lì)，所述基片集成波導(dǎo)由貼片結(jié)構(gòu)激勵(lì)。

優(yōu)選的，所述第一基片、第二基片和第三基片的厚度為0.4mm。

優(yōu)選的，所述第一基片和第三基片的長邊為10.5mm，寬邊為4.5mm，所述第一輻射槽的長邊為3mm，寬邊為1.3mm，所述第二輻射槽的長邊為3mm，寬邊為1mm，第一輻射槽和第二輻射槽相鄰邊之間的距離為2.3mm。

優(yōu)選的，所述基片集成波導(dǎo)的長邊為4.55mm，寬邊為2.868mm，所述金屬片的長邊為0.6mm、寬邊為0.5mm，所述通孔的孔徑為0.15mm。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本天線單元通過引入貼片結(jié)構(gòu)激勵(lì)基片集成波導(dǎo)拓展了工作帶寬；天線中的大部分介質(zhì)為空氣，能降低天線的損耗；天線用鍍有金屬的硅基片鍵合而成，能實(shí)現(xiàn)天線的小型化和低剖面，易于集成。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為將本實(shí)用新型的三層基片分離開后的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的第一基片的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的第二基片的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型一個(gè)實(shí)施例的第三基片的平面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例下該天線單元設(shè)計(jì)的反射系數(shù)坐標(biāo)圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例下該天線單元設(shè)計(jì)的反射系數(shù)在60GHz時(shí)兩個(gè)主平面內(nèi)的輻射方向圖。

其中，1、第一基片，2、第二基片，3、第三基片，4、第一輻射槽，5、第二輻射槽，6、探針槽，7、共面波導(dǎo)饋電電路，8、基片集成波導(dǎo)，9、貼片結(jié)構(gòu)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明：如圖1-5所示，該天線單元包括自上而下依次羅列布置的第一基片1、第二基片2和第三基片3，所述的三個(gè)基片上下對正，所述的三個(gè)基片的截面均為長方形形狀，所述第一基片1和第三基片3為硅基片，所述第二基片2為高阻硅基片，在第一基片1上開有用于輻射的第一輻射槽4和第二輻射槽5，在第一基片1上還開有用于放置饋電探針的探針槽6，所述第一輻射槽4、第二輻射槽5和探針槽6均為通透槽體，在第一基片1和第三基片3的外表面任意位置均敷設(shè)有金屬，在第二基片2上設(shè)有終端短路的基片集成波導(dǎo)8和貼片結(jié)構(gòu)9，所述貼片結(jié)構(gòu)9的上表面設(shè)有金屬片，在第二基片2上表面刻有共面波導(dǎo)饋電電路7，在第二基片2上還設(shè)有通孔，所述第二基片2的上下表面和通孔內(nèi)壁敷設(shè)有金屬，所述第一輻射槽4和第二輻射槽5位于基片集成波導(dǎo)8的上方，所述第一輻射槽4和第二輻射槽5由空氣介質(zhì)填充的基片集成波導(dǎo)8激勵(lì)，所述基片集成波導(dǎo)8由貼片結(jié)構(gòu)9激勵(lì)。

第一基片1、第二基片2和第三基片3的厚度為0.4mm。所述第一基片1和第三基片3的長邊為10.5mm，寬邊為4.5mm，所述第一輻射槽4的長邊為3mm，寬邊為1.3mm，所述第二輻射槽5的長邊為3mm，寬邊為1mm，第一輻射槽4和第二輻射槽5相鄰邊之間的距離為2.3mm?；刹▽?dǎo)8的長邊為4.55mm，寬邊為2.868mm，所述金屬片的長邊為0.6mm、寬邊為0.5mm，所述通孔的孔徑為0.15mm。

當(dāng)天線工作時(shí)，共面波導(dǎo)饋電電路7經(jīng)貼片結(jié)構(gòu)9激勵(lì)空氣介質(zhì)填充基片集成波導(dǎo)8，再由第一輻射槽4和第二輻射槽5向外輻射能量。第一輻射槽4和第二輻射槽5由空氣介質(zhì)填充的基片集成波導(dǎo)8激勵(lì)；基片集成波導(dǎo)8由貼片結(jié)構(gòu)9激勵(lì)，擴(kuò)展了天線的帶寬。

該天線單元通過用空氣作為介質(zhì)的基片集成波導(dǎo)8激勵(lì)輻射槽向外輻射能量，該天線單元通過引入貼片結(jié)構(gòu)9激勵(lì)空氣介質(zhì)基片集成波導(dǎo)8拓展了工作帶寬；在降低損耗方面，該天線單元大部分介質(zhì)使用的是空氣，使得天線達(dá)到了低損耗的效果；在天線尺寸方面，該天線是將鍍有金屬的硅基片鍵合而成，因此具有低剖面、易于集成的特性。

采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于：本天線單元通過引入貼片結(jié)構(gòu)激勵(lì)基片集成波導(dǎo)拓展了工作帶寬；天線中的大部分介質(zhì)為空氣，能降低天線的損耗；天線用鍍有金屬的硅基片鍵合而成，能實(shí)現(xiàn)天線的小型化和低剖面，易于集成。