基于两层基片集成波导的缝隙阵列天线设计

简介：
本文提出了一种基于双层基片集成波导（SIW）技术的缝隙阵列天线设计方案，通过优化结构参数提高了天线的工作效率和性能稳定性。 两层基片集成波导（Substrate Integrated Waveguide, SIW）缝隙阵列天线的设计是基于SIW技术，在Ku波段特别适用。该技术利用平面基板制造出多功能集成的波导，保留了传统矩形波导的优点，并引入易于集成、成本低和尺寸小等新优势。 本段落通过将传统的纵向缝隙阵列天线原理应用于SIW结构中，成功设计出了两层缝隙阵列天线，并使用标准金属波导进行馈电。这种技术的核心在于利用介电质填充的波导，其侧壁由一系列密集的金属过孔构成。在设计过程中，研究者们将矩形波导中的纵向缝隙阵列转移到了SIW结构中。通过多层基板实现天线尺寸缩减，并且在不同层面使用耦合倾斜缝隙的方式集成功率分配网络。 该设计方案的特点包括体积小、重量轻和易于制造等优点。为了集成缝隙阵列与馈电网络，设计者们参考了Elliott和Coetzee等人先前的研究成果。在SIW结构中，纵向缝隙作为辐射源引入，并通过多层基板实现了天线尺寸的缩减。此外，这种波导中的纵向缝隙阵列具有降低交叉极化的优势。 传统矩形波导与基于SIW技术的波导性能参数（如插入损耗、回波损耗和辐射效率）可以通过实验公式计算得出。设计者们通过多层基板实现了天线尺寸的缩减，并在不同的层面中集成了功率分配网络，使得这种设计方案不仅体积小且结构简单，而且易于生产和集成。 本段落讨论了如何将传统波导技术与SIW技术相结合以及如何设计工作于Ku波段的两层缝隙阵列天线。此外还探讨了通过多层基板实现尺寸缩减的方法和功率分配网络在不同层面中的整合方式。这些技术创新满足了天线的设计目标，也为该领域的研究提供了参考。 SIW技术的发展是为了应对现代微波系统对低成本、小体积及易于集成的需求，在移动通信、卫星通信以及雷达领域中具有广泛的应用前景。随着进一步的研究和技术成熟度的提高，我们可以期待这项技术在未来通信系统的应用中的重要作用。