一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线

摘要

本发明公开了一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线，包括从下往上依次排列的馈电层、模式转换层和辐射层，馈电层用于接入电磁波并将其内接入的电磁波耦合至模式转换层，模式转换层用于将输入其内的电磁波耦合至辐射层，辐射层用于将输入其内的电磁波辐射到自由空间，馈电层、模式转换层和辐射层分别采用基片集成波导实现，馈电层采用输入输出同向结构，模式转换层包括多个模式转换器，每个模式转换器的形状与其内部的电磁场分布形状相吻合；优点是输入效率较高，体积较小，集成度较高，具有低剖面特性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种CTS平板阵列天线，尤其是涉及一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线。

背景技术

连续切向结(CTS)平板阵列天线由于具有低驻波、高增益、低成本和对制作精度不敏感等特性受到越来越多的关注。CTS平板阵列天线通过在平行板波导上开设切向缝隙形成，切向缝隙和平行板波导的交界处会产生纵向位移电流，此时平行板波导里面传递的电磁波就能通过切向节耦合并且向外辐射。

传统的CTS平板阵列天线基于角锥喇叭辐射单元设计而成，主要包括从下往上依次排列的馈电层、模式转换层和辐射层，馈电层与模式转换层之间以及模式转换层与辐射层之间分别通过矩形波导连接。馈电层包括多个辐射单元，每个辐射单元分别由角锥喇叭构成，模式转换层包括多个1/2矩形波导功分器，馈电层使用体积较大的盒状耦合器实现。盒状耦合器通常包括扇形喇叭、偏置抛物反射面和平板波导，扇形喇叭和偏置抛物反射面设置在平板波导内部，扇形喇叭的相位中心设置在偏置抛物反射面的焦点处，多个1/2矩形波导功分器连接在偏置抛物反射面的一端，每一个1/2矩形波导功分器中心面与对应的辐射单元中心面处于同一平面内，为CTS平板阵列天线的辐射做等幅分布。该CTS平板阵列天线中，盒状耦合器采用柱面波转换平面波和反射器原理产生平面波，扇形喇叭辐射的场在偏置抛物反射面处产生等幅度同相位的平面波，等幅度同相位的平面波通过多个1/2矩形波导功分器传输给角锥喇叭，进而向空间辐射。

上述传统的CTS平板阵列天线中，盒状耦合器产生的平面波振幅分布不均匀，导致传统的CTS平板天线阵列的输入效率较低，另外，构成辐射单元的角锥喇叭体积较大难以和平面电路元件集成，并且馈电层与模式转换层之间以及模式转换层与辐射层之间连接的矩形波导体积也较大，集成度低，由此导致CTS平板阵列天线体积大，剖面变高。

小型化和高效率已经成为当前CTS平板阵列天线发展的重要方向。基片集成波导(SIW)是一种在介质平板上下表面通过印刷工艺在其表面附加金属层(即敷铜)和在介质平板上设置等间距金属通孔而构成的波导结构。基片集成波导可以构成等效矩形波导，其传输特性与填充介质的矩形波导一致，但是其体积更小。鉴此，设计一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线对于提高CTS平板阵列天线的输入效率，减少体积，提高集成度具有重要意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种输入效率较高，体积较小，集成度较高，具有低剖面特性的基于SIW技术的CTS平板阵列天线。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线，包括从下往上依次排列的馈电层、模式转换层和辐射层，所述的馈电层用于接入电磁波并将其内接入的电磁波耦合至所述的模式转换层，所述的模式转换层用于将输入其内的电磁波耦合至所述的辐射层，所述的辐射层用于将输入其内的电磁波辐射到自由空间，所述的馈电层、所述的模式转换层和所述的辐射层分别采用基片集成波导实现，所述的馈电层采用输入输出同向结构，所述的模式转换层包括多个模式转换器，每个所述的模式转换器的形状与其内部的电磁场分布形状相吻合。

所述的馈电层包括第一基板和馈电单元阵列，所述的第一基板为矩形，所述的第一基板包括第一介质平板、第一金属层和第二金属层，所述的第一金属层附着在所述的第一介质平板的上表面且将所述的第一介质平板的上表面完全覆盖住，所述的第二金属层附着在所述的第一介质平板的下表面且将所述的第一介质平板的下表面完全覆盖住，所述的第二金属层上开设有圆环形的馈电端口，所述的馈电端口用于接入电磁波，所述的馈电单元阵列由2²ⁿ个馈电单元按照2ⁿ行2ⁿ列的方式分布形成，n为大于等于0的整数；每个所述的馈电单元分别包括4个H型波导功分器、第一波导功分结、第二波导功分结、第三波导功分结和I型波导，4个所述的H型波导功分器、所述的第一波导功分结、所述的第二波导功分结、所述的第三波导功分结和所述的I型波导分别采用基片集成波导实现，4个所述的H型波导功分器按照2行x2列的方式分布，位于第1行第1列的H型波导功分器与位于第2行第1列的H型波导功分器通过所述的第一波导功分结连接，位于第1行第2列的H型波导功分器与位于第2行第2列的H型波导功分器通过所述的第二波导功分结连接，位于第1行第1列的H型波导功分器与位于第1行第2列的H型波导功分器通过所述的第三波导功分结连接，位于第2行第1列的H型波导功分器与位于第2行第2列的H型波导功分器通过所述的I型波导连接。该结构中，馈电网络层采用SIW技术实现，H型波导功分器采用输入和输出同向结构，结构紧凑，H型波导功分器构成的阵列在分配功率的基础上还可以优化阻抗匹配，第一波导功分结、第二波导公分结和第三波导公分结用于调配功分比例和优化阻抗匹配特性，由此保证CTS平板阵列天线超宽带高效率馈电，在给定频率下基于SIW技术的H型波导功分器可以消减宽边尺寸，降低天线重量，利于实现低剖面。

每个所述的H型波导功分器分别包括四个结构尺寸相同的输出端口和孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿所述的第一基板的多个金属通孔，将这些金属通孔分为十七组，分别称为第一组金属通孔、第二组金属通孔、第三组金属通孔、第四组金属通孔、第五组金属通孔、第六组金属通孔、第七组金属通孔、第八组金属通孔、第九组金属通孔、第十组金属通孔、第十一组金属通孔、第十二组金属通孔、第十三组金属通孔、第十四组金属通孔、第十五组金属通孔、第十六组金属通孔和第十七组金属通孔；将所述的第一基板的左右方向定义为横向，将将述的第一基板的前后方向定义为纵向；所述的第一组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第二组金属通孔位于所述的第一组金属通孔的右侧，所述的第二组金属通孔由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.83倍介质波长，所述的第三组金属通孔位于所述的第二组金属通孔的右侧，所述的第三组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第四组金属通孔位于所述的第三组金属通孔的后侧，所述的第四组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第四组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线与所述的第三组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第五组金属通孔位于所述的第三组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线的右侧，所述的第五组金属通孔由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.125倍介质波长，所述的第六组金属通孔位于所述的第五组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线的右侧，所述的第六组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第七组金属通孔位于所述的第六组金属通孔的后侧，所述的第七组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第七组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线与所述的第六组金属通孔中的所有金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第八组金属通孔位于所述的第七组金属通孔的右侧，所述的第八组金属通孔由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.83倍介质波长，所述的第九组金属通孔位于所述的第八组金属通孔的右侧，所述的第八组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长；所述的第十组金属通孔位于所述的第一组金属通孔的前侧，所述的第十组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十一组金属通孔位于所述的第十组金属通孔的右侧，所述的第十一组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线与所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第十二组金属通孔位于所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，所述的第十二组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十三组金属通孔位于所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，所述的第十三组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十四组金属通孔位于所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，所述的第十四组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十四组金属通孔中的两个金属通孔的中心连线所在直线与所述的第十三组金属通孔中的两个金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第十五组金属通孔位于所述的第十二组金属通孔的后侧，所述的第十五组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.62倍介质波长，所述的第十六组金属通孔位于所述的第十三组金属通孔的后侧，所述的第十六组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十七组金属通孔位于所述的第十六组金属通孔的右侧，所述的第十七组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十七组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线与所述的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线重合；所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第二组金属通孔中所有金属通孔的中心连线之间的横向间距为0.52倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第三组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.7倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第四组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.7倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.1倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.4倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第七组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.4倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第八组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.96倍介质波长，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第九组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为2.1倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十二组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.75倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十三组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.1倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十四组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.1倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.5倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为2.25倍介质波长，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十七组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为2.25倍介质波长，所述的第一组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，所述的第十组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第一组金属通孔中位于最前端的金属通孔中心的右前方，所述的第十组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第一组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线位于所述的第十三组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心的左侧，所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第十三组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心的横向间距为0.3倍介质波长，所述的第一组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心与所述的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，所述的第十六组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第一组金属通孔中位于最后端的金属通孔中心的右后方，所述的第十六组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第一组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线位于所述的第二组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的上侧，所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第二组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的纵向间距为0.4倍介质波长，所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线位于所述的第八组金属通孔中位于最前端金属通孔的中心的上侧，所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第八组金属通孔中位于最前端金属通孔的中心的纵向间距为0.4倍介质波长，所述的第三组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，所述的第十组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第三组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，所述的第十组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第三组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第三组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心与所述的第十二组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心的横向间距为0.2倍介质波长，所述的第三组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心位于所述的第十二组金属通孔中位于最左端的金属通孔中心的左前方，所述的第三组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心与所述的第十二组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第四组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心与所述的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，所述的第十六组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第四组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第十六组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第四组金属通孔的中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第五组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心位于所述的第十二组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的后方，所述的第五组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第十二组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.4倍介质波长，所述的第十五组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第四组金属通孔中位于最前端的金属通孔的右前方，所述的第十五组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第四组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第一组金属通孔与所述的第九组金属通孔以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的第三组金属通孔与所述的第六组金属通孔以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的第四组金属通孔与所述的第七组金属通孔以垂直于第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的第十组金属通孔与所述的第十一组金属通孔以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的第十三组金属通孔与所述的第十四组金属通孔以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的第十六组金属通孔与所述的第十七组金属通孔以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称；四个所述的输出端口分别通过在所述的第一金属层上开设沿左右方向的长度为0.2倍介质波长，沿前后方向的长度为0.66倍介质波长的的矩形口实现，所述的第一介质平板的上表面分别暴露在四个所述的输出端口处，四个所述的输出端口的左侧边分别平行于所述的第一介质平板的左侧边，四个所述的输出端口沿左右方向的长度均为五分之一介质波长，沿前后方向的长度均为五分之四介质波长，将四个所述的输出端口分别称为第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口，所述的第一输出端口分别位于所述的第一组金属通孔的右侧和所述的第十组金属通孔的后侧，所述的第一输出端口的左侧边与所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；所述的第一输出端口的前侧边与所述的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，所述的第二输出端口分别位于所述的第六组金属通孔的右侧和所述的第十一组金属通孔的后侧，所述的第二输出端口的左侧边与所述的第六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间，所述的第二输出端口的前侧边与所述的第十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，所述的第三输出端口分别位于所述的第一组金属通孔的右侧和所述的第十六组金属通孔的前侧，所述的第三输出端口的左侧边与所述的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；所述的第三输出端口的后侧边与所述的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，所述的第四输出端口分别位于所述的第七组金属通孔的右侧和所述的第十七组金属通孔的前侧，所述的第四输出端口的左侧边与所述的第七组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；所述的第四输出端口的后侧边与所述的第十七组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间；所述的第一波导功分结包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿所述的第一基板的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第十八组金属通孔、第十九组金属通孔和第二十组金属通孔，所述的第十八组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的十九组金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.4倍介质波长，所述的第二十组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第十八组金属通孔位于所述的十九组金属通孔的左侧，所述的第十八组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的十九组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的横向间距为0.76倍介质波长，所述的第二十组金属通孔中位于最左端的金属通孔位于所述的第十八组金属通孔的右侧，所述的第二十组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十八组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.3倍介质波长，所述的第二十组金属通孔中两个金属通孔的中心连线所在直线经过所述的第十八组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的中点，所述的第二十组金属通孔中两个金属通孔的中心连线所在直线经过所述的十九组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的中点；所述的第二波导功分结位于所述的第一波导功分结的右侧，所述的第二波导功分结和所述的第一波导功分结为左右对称结构，所述的第三波导功分结包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿所述的第一基板的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第二十一组金属通孔、第二十二组金属通孔和第二十三组金属通孔，所述的第二十一组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的二十二组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.4倍介质波长，所述的第二十三组金属通孔由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第二十一组金属通孔位于所述的二十二组金属通孔的前侧，所述的第二十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的二十二组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的纵向间距为0.76倍介质波长，所述的第二十三组金属通孔位于所述的第二十一组金属通孔的后侧，所述的第二十三组金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第二十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，所述的第二十三组金属通孔中两个金属通孔的中心连线所在直线经过所述的第二十一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的中点，所述的第二十三组金属通孔中两个金属通孔的中心连线所在直线经过所述的二十二组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的中点；所述的I型波导包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿所述的第一基板的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第二十四组金属通孔、第二十五组金属通孔和第二十六组金属通孔，所述的第二十四组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距均为0.1倍介质波长，所述的二十五组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，且相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，所述的第二十六组金属通孔由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，且相邻两个金属通孔的中心间距均为0.1倍介质波长，所述的二十五组金属通孔位于所述的第二十四组金属通孔的右侧，所述的二十五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第二十四组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.6倍介质波长，所述的第二十六组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第二十四组金属通孔中位于最下端的金属通孔的中心的右后方，所述的第二十六组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第二十四组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，所述的第二十六组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的二十五组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第二十六组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的二十五组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间；将位于第1行第1列的H型波导功分器称为第一H型波导功分器，将位于第1行第2列的H型波导功分器称为第二H型波导功分器，将位于第2行第1列的H型波导功分器称为第三H型波导功分器，将位于第2行第2列的H型波导功分器称为第四H型波导功分器，所述的第一H型波导功分器的第九组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第二H型波导功分器的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.9倍介质波长，所述的第一H型波导功分器的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第三H型波导功分器的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.86倍介质波长，所述的第三H型波导功分器的第九组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第四H型波导功分器的第一组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.9倍介质波长，所述的第二H型波导功分器的第十六组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与所述的第四H型波导功分器的第十组金属通孔中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.86倍介质波长，所述的第一波导功分结的第十八组金属通孔位于所述的第一H型波导功分器的第四组金属通孔的后侧，所述的第一波导功分结的第十八组金属通孔的中心连线所在直线与所述的第一H型波导功分器的第四组金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第一波导功分结的第十八组金属通孔中位于最前端的金属通孔中心与所述的第一H型波导功分器的第四组金属通孔中位于最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，所述的第三波导功分结的第二十一组金属通孔位于所述的第一H型波导功分器的第十七组金属通孔的右侧，所述的第三波导功分结的第二十一组金属通孔的中心连线所在直线与所述的第一H型波导功分器的第十七组金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的第三波导功分结的第二十一组金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第一H型波导功分器中第十七组金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，所述的第二波导功分结与所述的第一波导功分结以垂直于所述的第一介质平板且经过所述的第三波导功分结的第二十三组金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，所述的I型波导的第二十四组金属通孔位于所述的第三H型波导功分器的第九组金属通孔的后侧，所述的I型波导的第二十五组金属通孔位于所述的第四H型波导功分器的第一组金属通孔的后侧，所述的I型波导的第二十四组金属通孔的中心连线所在直线与所述的第三H型波导功分器的第九组金属通孔的中心连线所在直线重合，所述的I型波导的第二十四组金属通孔中位于最前端金属通孔的中心与所述的第三H型波导功分器的第九组金属通孔中位于的最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，所述的I型波导的第二十五组金属通孔中位于最前端金属通孔的中心与所述的第四H型波导功分器的第一组金属通孔中位于的最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长；所述的馈电单元阵列中每个H型波导功分器的四个输出端口均为所述的馈电层的输出端口，所述的馈电层具有2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口也按照2ⁿ⁺²行2ⁿ⁺²列的方式分布；所述的馈电层的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口分别与所述的模数转换层连接。该结构中，模式转换层采用SIW技术实现，设置在第二基板中的模式转换阵列可以将输入的电磁波转换成有均匀幅度和均匀相位分布的模式，多路同相的电磁波在模式转换单元内部能量相互汇合成而无抵消，完成多路电磁波合成为一路电磁波，模式转换单元的形状与其内部传输的电磁场相吻合，模式转换单元内的电磁场经过耦合缝隙时，电磁场矢量方向发生偏转，由于模式转换单元的4个模式转换组件的排列具有规律性，各个模式转换单元中偏转后的电磁场矢量方向将保持一致，这样就形成了幅度均匀的线源，有利于提高CTS平板阵列天线的效率和实现天线低剖面。

所述的模式转换层包括第二基板和模式转换阵列，所述的第二基板为矩形，所述的第二基板包括第二介质平板、第三金属层和第四金属层，所述的第三金属层附着在所述的第二介质平板的上表面且将所述的第二介质平板的上表面完全覆盖住，所述的第四金属层附着在所述的第二介质平板的下表面且将所述的第二介质平板的下表面完全覆盖住，将所述的第二基板的左右方向定义为横向，将将述的第二基板的前后方向定义为纵向；所述的模式转换阵列由2ⁿx2ⁿ个结构相同的模式转换器按照2ⁿ行2ⁿ列的方式均匀分布形成，每个所述的模式转换器分别由4个模式转换单元按照4行1列的方式均匀分布形成，每个所述的模式转换单元分别具有四个输入端口、一个输出端口、从左向右排列左列金属通孔、第一模式转换组件、第二模式转换组件、第三模式转换组件、第四模式转换组件和右列金属通孔；所述的左列金属通孔由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿所述的第二基板的至少两个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第一模式转换组件包括沿竖直方向上下贯穿所述的第二基板的第一行金属通孔、第二行金属通孔、第三行金属通孔、第四行金属通孔、第五行金属通孔、第六行金属通孔、第七行金属通孔、第八行金属通孔、第九行金属通孔、第十行金属通孔、第一列金属通孔、第二列金属通孔、第三列金属通孔、第四列金属通孔、第五列金属通孔、第六列金属通孔和第七列金属通孔；所述的第一行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第二行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少六个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第三行金属通孔由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第四行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第五行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第六行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第七行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第八行金属通孔由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第九行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第一列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第二列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第三列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第四列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第五列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第六列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第七列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.76倍介质波长；所述的第一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第一列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第一列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第一列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第一列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第一列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，所述的第二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第一列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第二列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，所述的第二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第二列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，所述的第二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第二列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第二列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第三列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的右方，所述的第三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第三列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第三列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第三列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，所述的第三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第三列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第三列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第三列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的右后方，所述的第四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第三列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第七列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，所述的第四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第七列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左后方，所述的第四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第七列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第七列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第七列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，所述的第五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第七列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；将所述的第二列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心作为一个顶点，将通过顶点向右横向边长为0.2倍介质波长，通过顶点向后纵向边长为0.74倍介质波长的矩形记为矩形R,将矩形R的中心记为O点；所述的第一行金属通孔与所述的第十行金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第二行金属通孔与所述的第九行金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第三行金属通孔与所述的第八行金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第四行金属通孔与所述的第七行金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第五行金属通孔与所述的第六行金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第二列金属通孔与所述的第六列金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第五列金属通孔与所述的第三列金属通孔关于O点呈中心对称分布，所述的第六行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第四列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第六行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第四列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第六行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第四列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；所述的第二模式转换组件和所述的第三模式转换组件的结构与所述的第一模式转换组件的结构相同；所述的第四模式转换组件包括第十一行金属通孔、第十二行金属通孔、第十三行金属通孔、第十四行金属通孔、第十五行金属通孔、第十六行金属通孔、第十七行金属通孔、第十八行金属通孔、第十九行金属通孔、第二十行金属通孔、第八列金属通孔、第九列金属通孔、第十列金属通孔、第十一列金属通孔、第十二列金属通孔、第十三列金属通孔、第十四列金属通孔、第十五列金属通孔；所述的第十一行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十二行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少六个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十三行金属通孔由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十四行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十五行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十六行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十七行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十八行金属通孔由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十九行金属通孔由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第二十行金属通孔由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第八列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第九列金属通孔由间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.09倍介质波长，所述的第九列金属通孔中一个金属通孔位于另一个金属通孔的右前方，所述的第九列金属通孔中的两个金属通孔的中心连线所在直线与纵向直线的夹角在25°到35°之间，所述的第十列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十一列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十二列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十三列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十四列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十五列金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第十一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第八列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第八列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第十一行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第八列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第八列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第八列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，所述的第十二行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第八列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，所述的第十二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第十列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，所述的第十二行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第十列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的右方，所述的第十三行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十二列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第十二列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，所述的第十三行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十二列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十二列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第十二列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的右后方，所述的第十四行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十二列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十四列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，所述的第十四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第十四列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，所述的第十四行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第十四列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，所述的第十五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十四列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，所述的第十五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心位于所述的第十四列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，所述的第十五行金属通孔中位于最左端的金属通孔的中心与所述的第十四列金属通孔中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；将所述的第十列金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心作为一个顶点，将通过该顶点向右横向边长为0.2倍介质波长，通过顶点向后纵向边长为0.74倍介质波长的矩形记为矩形G,将矩形G的中心记为A点；所述的第十一行金属通孔与所述的第二十行金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十二行金属通孔与所述的第十九行金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十三行金属通孔与所述的第十八行金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十四行金属通孔与所述的第十七行金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十五行金属通孔与所述的第十六行金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十五列金属通孔与所述的第八列金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十列金属通孔与所述的第十三列金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第十一列金属通孔与所述的第十二列金属通孔关于A点呈中心对称分布,所述的第九列金属通孔中从前向后数第二个金属通孔的中心位于所述的第十六行金属通孔中心连线所在直线上，所述的第十六行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心位于所述的第九列金属通孔中从前向后数第二个金属通孔的中心的左方，所述的第十六行金属通孔中位于最右端的金属通孔的中心与所述的第九列金属通孔中位于左后端的金属通孔的中心的间距为0.07倍介质波长，所述的第九列金属通孔中从前向后数第一个金属通孔的中心位于第二个金属通孔的中心的右前方，所述的右列金属通孔由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿所述的第二基板的至少两个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；每个所述的模式转换单元的输出端口通过在所述的第三金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，所述的第二介质平板的上端面在所述的模式转换单元的输出端口处暴露出来，每个所述的模式转换单元的输出端口的左侧边位于其左列金属通孔中所有金属通孔的中心连线的右侧，且每个所述的模式转换单元的输出端口的前侧边到该模式转换单元的第二行金属通孔的中心连线所在直线的距离等于该模式转换单元的输出端口的后侧边到该模式转换单元的第九行金属通孔的中心连线所在直线的距离，该模式转换单元的输出端口的左侧边与该模式转换单元的左列金属通孔中所有金属通孔的中心连线所在直线的间距在0.08倍介质波长与0.09倍介质波长之间，每个所述的模式转换单元的四个输入端口分别通过在所述的第四金属层上开设相邻两边分别沿前后方向长度为0.66倍介质波长和左右方向为0.2倍介质波长的矩形口实现，将所述的模式转换单元的四个输入端口分别称为第五输入端口、第六输入端口、第七输入端口和第八输入端口；所述的第五输入端口位于所述的第六输入端口的左侧，所述的第六输入端口位于所述的第七输入端口的左侧，所述的第七输入端口位于所述的第八输入端口的左侧；所述的第五输入端口、第六输入端口、第七输入端口和第八输入端口的中心点位于同一横向直线上，所述的第五输入端口的中心点与所述的第六输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长，所述的第六输入端口的中心点与所述的第七输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长，所述的第七输入端口的中心点与所述的第八输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长；所述的第五输入端口位于所述的左列金属通孔的右侧，所述的第五输入端口的左侧边与所述的模式转换器的左列金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.85倍介质波长，所述的第五输入端口位于所述的第一模式转换组件的第三行金属通孔的后侧，第五输入端口所述的第五输入端口的前侧边与所述的模式转换器的第一模式转换组件的第三行金属通孔中心连线所在直线的纵向间距为0.04倍介质波长；所述的模式转换阵列中每个模式转换单元的四个输入端口均为所述的模式转换层的输入端口，所述的模式转换层具有2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口也按照2ⁿ⁺²行2ⁿ⁺²列的方式分布；所述的模式转换层的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口与所述的馈电层的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口一一对应连接，且相连接的一个输入端口和一个输出端口中，两者的前端面位于同一平面，两者的后端面位于同一平面，两者的左端面位于同一平面，两者的右端面位于同一平面；所述的模式转换阵列中每个模式转换单元的输出端口均为所述的模式转换层的输出端口，所述的模式转换层具有2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口按照2ⁿ⁺²行2ⁿ列的方式分布；所述的模式转换层的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口分别与所述的辐射层连接。

该结构中，辐射层采用SIW技术实现，设置在第三基板中的辐射模块将输入的电磁波通过其两个输出端口向自由空间辐射，相邻模式转换组件之间形成的横向枝节，能够在宽带传输的条件下得到较高的增益，各个模式转换单元结构设计紧凑，结构简单，易于加工，有利于实现天线的低剖面和高效率特性。

所述的辐射层包括第三基板和辐射阵列，所述的第三基板为矩形，所述的第三基板包括第三介质平板、第五金属层和第六金属层，所述的第五金属层附着在所述的第三介质平板的上表面且将所述的第三介质平板的上表面完全覆盖住，所述的第六金属层附着在所述的第三介质平板的下表面且将所述的第三介质平板的下表面完全覆盖住，将所述的第三基板的左右方向定义为横向，将将述的第三基板的前后方向定义为纵向；所述的辐射阵列由2ⁿ×2ⁿ个结构相同的辐射模块按照2ⁿ行2ⁿ列的方式均匀分布形成，每个所述的辐射模块分别由4个相同的辐射单元按照4行1列的方式均匀分布形成；每个所述的辐射单元分别包括一个输入端口、两个输出端口和四个金属通孔组，四个所述的金属通孔组围成四边形，将四个所述的金属通孔组分别称为第一金属通孔组、第二金属通孔组、第三金属通孔组和第四金属通孔组；所述的第一金属通孔组由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿所述的第三基板的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第二金属通孔组由横向均匀间隔排布且沿水平方向上下贯穿所述的第三基板的至少八个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第三金属通孔组由横向均匀间隔排布且沿水平方向上下贯穿所述的第三基板的至少八个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第四金属通孔组由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿所述的第三基板的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；所述的第一金属通孔组中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第二金属通孔组中所有金属通孔的中心连线所在直线的距离为0.07倍介质波长，所述的第二金属通孔组中位于最左端的金属通孔位于所述的第一金属通孔组中位于最前端的金属通孔的右前方，所述的第一金属通孔组中位于最前端的金属通孔的中心与所述的第二金属通孔组中位于最左端的金属通孔的中心的间距在0.08倍介质波长到0.09倍介质波长之间，当过所述的第一金属通孔组中位于最后端的金属通孔的中心与所述的第二金属通孔组中位于最右端金属通孔的中心作线段L，取线段L的中心点M，所述的第一金属通孔组与所述的第四金属通孔组关于点M呈中心对称，所述的第二金属通孔组与所述的第三金属通孔组关于点M呈中心对称，所述的第四金属通孔组位于所述的第一金属通孔组的右侧；将所述的辐射单元的两个输出端口分别称为第五输出端口和第六输出端口，所述的第五输出端口位于所述的第六输出端口的前侧，所述的第五输出端口位于所述的第二金属通孔组的后侧、所述的第一金属通孔组的右侧以及所述的第四金属通孔组的左侧，所述的第六输出端口位于所述的第三金属通孔组的前侧、所述的第一金属通孔组的右侧以及所述的第四金属通孔组的左侧，所述的第五输出端口和所述的第六输出端口分别通过在所述的第五金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，所述的第三介质平板的上端面在所述的第五输出端口和所述的第六输出端口处暴露出来，所述的第五输出端口的左侧边与所述的第一金属通孔组中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.04倍介质波长，所述的第五输出端口的前侧边与所述的第二金属通孔组中所有金属通孔的中心连线所在直线的纵向间距为0.06倍介质波长，所述的第五输出端口与所述的第六输出端口关于过M点且平行于所述的第二金属通孔组中所有金属通孔的中心连线所在直线的直线呈镜像对称，所述的辐射单元的输入端口通过在所述的第六金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，所述的输入端口的左侧边与所述的辐射单元的第一金属通孔组的中心连线所在直线的横向间距为0.04倍介质波长，所述的输入端口的前侧边与所述的辐射单元的第二金属通孔组的中心连线所在直线的纵向间距为0.5倍介质波长，所述的输入端口位于所述的辐射单元的第一金属通孔组的右侧、所述的辐射单元的第二金属通孔组的后侧、所述的辐射单元的第三金属通孔组的前侧以及所述的辐射单元的第四金属通孔组的左侧；将每个所述的辐射单元的输入端口分别作为所述的辐射阵列的一个输入端口，所述的辐射阵列具有2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口，且所述的辐射阵列的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口按照2ⁿ⁺²行2ⁿ列的方式分布；所述的模式转换层的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口与所述的辐射层的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口一一对应连接，且相连接的一个输入端口和一个输出端口中，两者的前端面位于同一平面，两者的后端面位于同一平面，两者的左端面位于同一平面，两者的右端面位于同一平面。

所述的第一介质平板的高度为2mm，所述的第二介质平板的高度为1.27mm，所述的第三介质平板的高度为0.762mm，所述的第一基板上所有的金属通孔上所有的金属通孔的的直径均为0.5mm，所述的第二基板上所有的金属通孔上所有的金属通孔的的直径均为0.3mm，所述的第三基板上所有的金属通孔的直径均为0.6mm，所述的介质波长为天线工作的中心频率的电磁波在相对介电常数为2.94且相对磁导率为1的介质中传播时的波长。

所述的辐射层上设置有空间匹配层，所述的空间匹配层包括第四介质平板，所述的第四介质平板的高度为1.524mm，所述的第四介质平板下表面与所述的第五金属层的上表面贴合，且将所述的第五金属层的上表面完全覆盖。该结构中，通过设置空间匹配层进一步优化阻抗匹配。

与现有技术相比，本发明的优点在于通过馈电层接入单路电磁波并将该单路电磁波转化为多路功率相同，且相位相同的电磁波输出，多路功率相同，且相位相同的电磁波同时馈入模式转换层中，馈电层采用输入输出同向结构，保证了各路电磁波电磁场方向的一致性，多路功率相同，且相位相同的电磁波分别在模式转换层中的各个模式转换器中传输时内部能量相互合成而无抵消，将多路电磁波合成为一路电磁波，模式转换层内的电磁场经过耦合缝隙时，电磁场矢量方向发生偏转，由于模式转换层的多个模式转换器按照规律排布成阵列形式，模式转换层中偏转后的电磁场矢量方向将保持一致，这样就形成了电磁波的线性波源，模式转换层输出的电磁波通过辐射层向自由空间辐射平面电磁波，模式转换层中每个模式转换器的形状与其内部的电磁场分布形状相吻合，能够在宽带传输的条件下得到较高的增益，馈电层、模式转关层和辐射层三层结构设计紧凑，其中，模式转换层可以在同一平面内完成电磁波的模式转换，无需反射面等复杂的结构，降低了加工难度，有利于实现低剖面的设计，使CTS平板阵列天线在具有宽频带、高增益的基础上，效率较高、尺寸较小、加工装配过程简单。

附图说明

图1为本发明的CTS平板阵列天线的立体图；

图2为本发明的CTS平板阵列天线的分解图；

图3(a)为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的俯视图一；

图3(b)为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的俯视图二；

图4(a)为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的H型波导功分器的结构图一；

图4(b)为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的H型波导功分器的结构图二；

图5为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的第一波导功分结的结构图；

图6为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的第三波导功分结的结构图；

图7为本发明的CTS平板阵列天线的馈电单元的I型波导的结构图；

图8为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器的俯视图；

图9(a)为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器中模式转换单元的结构图；

图9(b)为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器中第一模式转换组件的结构图一；

图9(c)为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器中第一模式转换组件的结构图二；

图9(d)为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器中第四模式转换组件的结构图一；

图9(e)为本发明的CTS平板阵列天线的模式转换器中第四模式转换组件的结构图二；

图10为本发明的CTS平板阵列天线的辐射模块的结构图；

图11为本发明的CTS平板阵列天线的辐射单元的结构图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

实施例：如图所示，一种基于SIW技术的CTS平板阵列天线，包括从下往上依次排列的馈电层1、模式转换层2和辐射层3，馈电层1用于接入电磁波并将其内接入的电磁波耦合至模式转换层2，模式转换层2用于将输入其内的电磁波耦合至辐射层3，辐射层3用于将输入其内的电磁波辐射到自由空间，馈电层1、模式转换层2和辐射层3分别采用基片集成波导实现，馈电层1采用输入输出同向结构，模式转换层2包括多个模式转换器32，每个模式转换器32的形状与其内部的电磁场分布形状相吻合。

本实施例中，馈电层1包括第一基板4和馈电单元阵列，第一基板4为矩形，第一基板4包括第一介质平板、第一金属层和第二金属层，第一金属层附着在第一介质平板的上表面且将第一介质平板的上表面完全覆盖住，第二金属层附着在第一介质平板的下表面且将第一介质平板的下表面完全覆盖住，第二金属层上开设有圆环形的馈电端口，馈电端口用于接入通信系统中的末级功率放大器通过同轴线输送的电磁波，馈电单元阵列由2²ⁿ个馈电单元5按照2ⁿ行2ⁿ列的方式分布形成，n为大于等于0的整数；每个馈电单元5分别包括4个H型波导功分器51、第一波导功分结52、第二波导功分结53、第三波导功分结54和I型波导55，4个H型波导功分器51、第一波导功分结52、第二波导功分结53、第三波导功分结54和I型波导55分别采用基片集成波导实现，4个H型波导功分器按照2行x2列的方式分布，位于第1行第1列的H型波导功分器与位于第2行第1列的H型波导功分器通过第一波导功分结52连接，位于第1行第2列的H型波导功分器与位于第2行第2列的H型波导功分器通过第二波导功分结53连接，位于第1行第1列的H型波导功分器与位于第1行第2列的H型波导功分器通过第三波导功分结54连接，位于第2行第1列的H型波导功分器与位于第2行第2列的H型波导功分器通过I型波导55连接。

本实施例中，H型波导功分器51分别包括四个结构尺寸相同的输出端口和孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿第一基板4的多个金属通孔，将这些金属通孔分为十七组，分别称为第一组金属通孔6、第二组金属通孔7、第三组金属通孔8、第四组金属通孔9、第五组金属通孔10、第六组金属通孔11、第七组金属通孔12、第八组金属通孔13、第九组金属通孔14、第十组金属通孔15、第十一组金属通孔16、第十二组金属通孔17、第十三组金属通孔18、第十四组金属通孔19、第十五组金属通孔20、第十六组金属通孔21和第十七组金属通孔22；将第一基板4的左右方向定义为横向，将将述的第一基板4的前后方向定义为纵向；第一组金属通孔6由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第二组金属通孔7位于第一组金属通孔6的右侧，第二组金属通孔7由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.83倍介质波长，第三组金属通孔8位于第二组金属通孔7的右侧，第三组金属通孔8由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第四组金属通孔9位于第三组金属通孔8的后侧，第四组金属通孔9由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第四组金属通孔9中的所有金属通孔的中心连线所在直线与第三组金属通孔8中的所有金属通孔的中心连线所在直线重合，第五组金属通孔10位于第三组金属通孔8中的所有金属通孔的中心连线所在直线的右侧，第五组金属通孔10由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.125倍介质波长，第六组金属通孔11位于第五组金属通孔10中的所有金属通孔的中心连线所在直线的右侧，第六组金属通孔11由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第七组金属通孔12位于第六组金属通孔11的后侧，第七组金属通孔12由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第七组金属通孔12中的所有金属通孔的中心连线所在直线与第六组金属通孔11中的所有金属通孔的中心连线所在直线重合，第八组金属通孔13位于第七组金属通孔12的右侧，第八组金属通孔13由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.83倍介质波长，第九组金属通孔14位于第八组金属通孔13的右侧，第八组金属通孔13由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长；第十组金属通孔15位于第一组金属通孔6的前侧，第十组金属通孔15由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十一组金属通孔16位于第十组金属通孔15的右侧，第十一组金属通孔16由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线所在直线与第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线所在直线重合，第十二组金属通孔17位于第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，第十二组金属通孔17由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十三组金属通孔18位于第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，第十三组金属通孔18由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十四组金属通孔19位于第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线所在直线的后侧，第十四组金属通孔19由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十四组金属通孔19中的两个金属通孔的中心连线所在直线与第十三组金属通孔18中的两个金属通孔的中心连线所在直线重合，第十五组金属通孔20位于第十二组金属通孔17的后侧，第十五组金属通孔20由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.62倍介质波长，第十六组金属通孔21位于第十三组金属通孔18的后侧，第十六组金属通孔21由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十七组金属通孔22位于第十六组金属通孔21的右侧，第十七组金属通孔22由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十七组金属通孔22中所有金属通孔的中心连线所在直线与第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线所在直线重合；第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第二组金属通孔7中所有金属通孔的中心连线之间的横向间距为0.52倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第三组金属通孔8中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.7倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第四组金属通孔9中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.7倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.1倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第六组金属通孔11中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.4倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第七组金属通孔12中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.4倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第八组金属通孔13中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.96倍介质波长，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第九组金属通孔14中所有金属通孔的中心连线的横向间距为2.1倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十二组金属通孔17中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.75倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十三组金属通孔18中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.1倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十四组金属通孔19中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.1倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十五组金属通孔20中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为1.5倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为2.25倍介质波长，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第十七组金属通孔22中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为2.25倍介质波长，第一组金属通孔6中位于最前端的金属通孔的中心与第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，第十组金属通孔15中位于最左端的金属通孔的中心位于第一组金属通孔6中位于最前端的金属通孔中心的右前方，第十组金属通孔15中位于最左端的金属通孔的中心与第一组金属通孔6中位于最前端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线位于第十三组金属通孔18中位于最左端的金属通孔的中心的左侧，第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线与第十三组金属通孔18中位于最左端的金属通孔的中心的横向间距为0.3倍介质波长，第一组金属通孔6中位于最后端的金属通孔的中心与第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，第十六组金属通孔21中位于最左端的金属通孔的中心位于第一组金属通孔6中位于最后端的金属通孔中心的右后方，第十六组金属通孔21中位于最左端的金属通孔的中心与第一组金属通孔6中位于最后端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线位于第二组金属通孔7中位于最前端的金属通孔的中心的上侧，第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线与第二组金属通孔7中位于最前端的金属通孔的中心的纵向间距为0.4倍介质波长，第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线位于第八组金属通孔13中位于最前端金属通孔的中心的上侧，第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线与第八组金属通孔13中位于最前端金属通孔的中心的纵向间距为0.4倍介质波长，第三组金属通孔8中位于最前端的金属通孔的中心与第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，第十组金属通孔15中位于最右端的金属通孔的中心位于第三组金属通孔8中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，第十组金属通孔15中位于最右端的金属通孔的中心与第三组金属通孔8中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第三组金属通孔8中位于最后端的金属通孔的中心与第十二组金属通孔17中位于最左端的金属通孔的中心的横向间距为0.2倍介质波长，第三组金属通孔8中位于最后端的金属通孔的中心位于第十二组金属通孔17中位于最左端的金属通孔中心的左前方，第三组金属通孔8中位于最后端的金属通孔的中心与第十二组金属通孔17中位于最左端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第四组金属通孔9中位于最后端的金属通孔的中心与第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，第十六组金属通孔21中位于最右端的金属通孔的中心位于第四组金属通孔9中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第十六组金属通孔21中位于最右端的金属通孔的中心与第四组金属通孔9的中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第五组金属通孔10中位于最前端的金属通孔的中心位于第十二组金属通孔17中所有金属通孔的中心连线的后方，第五组金属通孔10中位于最前端的金属通孔的中心与第十二组金属通孔17中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.4倍介质波长，第十五组金属通孔20中位于最左端的金属通孔的中心位于第四组金属通孔9中位于最前端的金属通孔的右前方，第十五组金属通孔20中位于最左端的金属通孔的中心与第四组金属通孔9中位于最前端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第一组金属通孔6与第九组金属通孔14以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，第三组金属通孔8与第六组金属通孔11以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，第四组金属通孔9与第七组金属通孔12以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，第十组金属通孔15与第十一组金属通孔16以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，第十三组金属通孔18与第十四组金属通孔19以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称，第十六组金属通孔21与第十七组金属通孔22以垂直于第一介质平板且经过第五组金属通孔10中所有金属通孔的中心连线的平面呈镜像对称；四个输出端口分别通过在第一金属层上开设沿左右方向的长度为0.2倍介质波长，沿前后方向的长度为0.66倍介质波长的的矩形口实现，第一介质平板的上表面分别暴露在四个输出端口处，四个输出端口的左侧边分别平行于第一介质平板的左侧边，四个输出端口沿左右方向的长度均为五分之一介质波长，沿前后方向的长度均为五分之四介质波长，将四个输出端口分别称为第一输出端口、第二输出端口、第三输出端口和第四输出端口，第一输出端口分别位于第一组金属通孔6的右侧和第十组金属通孔15的后侧，第一输出端口的左侧边与第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；第一输出端口的前侧边与第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，第二输出端口分别位于第六组金属通孔11的右侧和第十一组金属通孔16的后侧，第二输出端口的左侧边与第六组金属通孔11中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间，第二输出端口的前侧边与第十一组金属通孔16中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，第三输出端口分别位于第一组金属通孔6的右侧和第十六组金属通孔21的前侧，第三输出端口的左侧边与第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；第三输出端口的后侧边与第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间，第四输出端口分别位于第七组金属通孔12的右侧和第十七组金属通孔22的前侧，第四输出端口的左侧边与第七组金属通孔12中所有金属通孔的中心连线的横向间距在0.05倍到0.1倍介质波长之间；第四输出端口的后侧边与第十七组金属通孔22中所有金属通孔的中心连线的纵向间距在0.1倍到0.15倍介质波长之间；第一波导功分结52包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿第一基板4的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第十八组金属通孔23、第十九组金属通孔24和第二十组金属通孔25，第十八组金属通孔23由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，十九组金属通孔由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.4倍介质波长，第二十组金属通孔25由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第十八组金属通孔23位于十九组金属通孔的左侧，第十八组金属通孔23中所有金属通孔的中心连线与十九组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的横向间距为0.76倍介质波长，第二十组金属通孔25中位于最左端的金属通孔位于第十八组金属通孔23的右侧，第二十组金属通孔25中位于最左端的金属通孔的中心与第十八组金属通孔23中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.3倍介质波长，第二十组金属通孔25中两个金属通孔的中心连线所在直线经过第十八组金属通孔23中所有金属通孔的中心连线的中点，第二十组金属通孔25中两个金属通孔的中心连线所在直线经过十九组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的中点；第二波导功分结53位于第一波导功分结52的右侧，第二波导功分结53和第一波导功分结52为左右对称结构，第三波导功分结54包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿第一基板4的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第二十一组金属通孔26、第二十二组金属通孔27和第二十三组金属通28，第二十一组金属通孔26由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，二十二组金属通孔由横向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为1.4倍介质波长，第二十三组金属通28由纵向间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第二十一组金属通孔26位于二十二组金属通孔的前侧，第二十一组金属通孔26中所有金属通孔的中心连线与二十二组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的纵向间距为0.76倍介质波长，第二十三组金属通28位于第二十一组金属通孔26的后侧，第二十三组金属通28中位于最前端的金属通孔的中心与第二十一组金属通孔26中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.3倍介质波长，第二十三组金属通28中两个金属通孔的中心连线所在直线经过第二十一组金属通孔26中所有金属通孔的中心连线的中点，第二十三组金属通28中两个金属通孔的中心连线所在直线经过二十二组金属通孔中两个金属通孔的中心连线的中点；I型波导55包括孔径相同且分别沿竖直方向上下贯穿第一基板4的多个金属通孔，将这些金属通孔分为三组，分别称为第二十四组金属通孔29、第二十五组金属通孔30和第二十六组金属通孔31，第二十四组金属通孔29由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，每相邻两个金属通孔的中心间距均为0.1倍介质波长，二十五组金属通孔由纵向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，且相邻两个金属通孔的中心间距为0.1倍介质波长，第二十六组金属通孔31由横向均匀间隔排布的至少两个金属通孔组成，且相邻两个金属通孔的中心间距均为0.1倍介质波长，二十五组金属通孔位于第二十四组金属通孔29的右侧，二十五组金属通孔中所有金属通孔的中心连线与第二十四组金属通孔29中所有金属通孔的中心连线的横向间距为1.6倍介质波长，第二十六组金属通孔31中位于最左端的金属通孔的中心位于第二十四组金属通孔29中位于最下端的金属通孔的中心的右后方，第二十六组金属通孔31中位于最左端的金属通孔的中心与第二十四组金属通孔29中位于最后端的金属通孔的中心间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间，第二十六组金属通孔31中位于最右端的金属通孔的中心位于二十五组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第二十六组金属通孔31中位于最右端的金属通孔的中心与二十五组金属通孔中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.1倍介质波长到0.2倍介质波长之间；

将位于第1行第1列的H型波导功分器称为第一H型波导功分器，将位于第1行第2列的H型波导功分器称为第二H型波导功分器，将位于第2行第1列的H型波导功分器称为第三H型波导功分器，将位于第2行第2列的H型波导功分器称为第四H型波导功分器，第一H型波导功分器的第九组金属通孔14中所有金属通孔的中心连线与第二H型波导功分器的第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.9倍介质波长，第一H型波导功分器的第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线与第三H型波导功分器的第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.86倍介质波长，第三H型波导功分器的第九组金属通孔14中所有金属通孔的中心连线与第四H型波导功分器的第一组金属通孔6中所有金属通孔的中心连线的横向间距为0.9倍介质波长，第二H型波导功分器的第十六组金属通孔21中所有金属通孔的中心连线与第四H型波导功分器的第十组金属通孔15中所有金属通孔的中心连线的纵向间距为0.86倍介质波长，第一波导功分结52的第十八组金属通孔23位于第一H型波导功分器的第四组金属通孔9的后侧，第一波导功分结52的第十八组金属通孔23的中心连线所在直线与第一H型波导功分器的第四组金属通孔9的中心连线所在直线重合，第一波导功分结52的第十八组金属通孔23中位于最前端的金属通孔中心与第一H型波导功分器的第四组金属通孔9中位于最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，第三波导功分结54的第二十一组金属通孔26位于第一H型波导功分器的第十七组金属通孔22的右侧，第三波导功分结54的第二十一组金属通孔26的中心连线所在直线与第一H型波导功分器的第十七组金属通孔22的中心连线所在直线重合，第三波导功分结54的第二十一组金属通孔26中位于最左端的金属通孔的中心与第一H型波导功分器中第十七组金属通孔22中位于最右端的金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，第二波导功分结53与第一波导功分结52以垂直于第一介质平板且经过第三波导功分结54的第二十三组金属通28的中心连线的平面呈镜像对称，I型波导55的第二十四组金属通孔29位于第三H型波导功分器的第九组金属通孔14的后侧，I型波导55的第二十五组金属通孔30位于第四H型波导功分器的第一组金属通孔6的后侧，I型波导55的第二十四组金属通孔29的中心连线所在直线与第三H型波导功分器的第九组金属通孔14的中心连线所在直线重合，I型波导55的第二十四组金属通孔29中位于最前端金属通孔的中心与第三H型波导功分器的第九组金属通孔14中位于的最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长，I型波导55的第二十五组金属通孔30中位于最前端金属通孔的中心与第四H型波导功分器的第一组金属通孔6中位于的最后端金属通孔的中心的间距为0.2倍介质波长；馈电单元阵列中每个H型波导功分器的四个输出端口均为馈电层1的输出端口，馈电层1具有2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口也按照2ⁿ⁺²行2ⁿ⁺²列的方式分布；馈电层1的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口分别与模数转换层连接。

本实施例中，模式转换层2包括第二基板42和模式转换阵列，第二基板42为矩形，第二基板42包括第二介质平板、第三金属层和第四金属层，第三金属层附着在第二介质平板的上表面且将第二介质平板的上表面完全覆盖住，第四金属层附着在第二介质平板的下表面且将第二介质平板的下表面完全覆盖住，将第二基板42的左右方向定义为横向，将将述的第二基板42的前后方向定义为纵向；模式转换阵列由2ⁿx2ⁿ个结构相同的模式转换器32按照2ⁿ行2ⁿ列的方式均匀分布形成，每个模式转换器32分别由4个模式转换单元33按照4行1列的方式均匀分布形成，每个模式转换单元33分别具有四个输入端口、一个输出端口、从左向右排列左列金属通孔36、第一模式转换组件37、第二模式转换组件38、第三模式转换组件39、第四模式转换组件40和右列金属通孔41；左列金属通孔36由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿第二基板42的至少两个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第一模式转换组件37包括沿竖直方向上下贯穿第二基板42的第一行金属通孔43、第二行金属通孔44、第三行金属通孔45、第四行金属通孔46、第五行金属通孔47、第六行金属通孔48、第七行金属通孔49、第八行金属通孔50、第九行金属通孔60、第十行金属通孔61、第一列金属通孔62、第二列金属通孔63、第三列金属通孔64、第四列金属通孔56、第五列金属通孔57、第六列金属通孔58和第七列金属通孔59；第一行金属通孔43由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第二行金属通孔44由横向均匀间隔排布的至少六个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第三行金属通孔45由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第四行金属通孔46由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第五行金属通孔47由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第六行金属通孔48由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第七行金属通孔49由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第八行金属通孔50由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第九行金属通孔60由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十行金属通孔61由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第一列金属通孔62由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第二列金属通孔63由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第三列金属通孔64由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第四列金属通孔56由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第五列金属通孔57由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第六列金属通孔58由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第七列金属通孔59由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.76倍介质波长；第一行金属通孔43中位于最右端的金属通孔的中心与第一列金属通孔62中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第一行金属通孔43中位于最右端的金属通孔的中心位于第一列金属通孔62中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第一行金属通孔43中位于最右端的金属通孔的中心与第一列金属通孔62中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第二行金属通孔44中位于最左端的金属通孔的中心与第一列金属通孔62中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第二行金属通孔44中位于最左端的金属通孔的中心位于第一列金属通孔62中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，第二行金属通孔44中位于最左端的金属通孔的中心与第一列金属通孔62中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第二行金属通孔44中位于最右端的金属通孔的中心与第二列金属通孔63中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，第二行金属通孔44中位于最右端的金属通孔的中心位于第二列金属通孔63中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，第二行金属通孔44中位于最右端的金属通孔的中心与第二列金属通孔63中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第三行金属通孔45中位于最左端的金属通孔的中心与第二列金属通孔63中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第三行金属通孔45中位于最左端的金属通孔的中心位于第三列金属通孔64中位于最后端的金属通孔的中心的右方，第三行金属通孔45中位于最左端的金属通孔的中心与第三列金属通孔64中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第三行金属通孔45中位于最右端的金属通孔的中心与第三列金属通孔64中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第三行金属通孔45中位于最右端的金属通孔的中心位于第三列金属通孔64中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，第三行金属通孔45中位于最右端的金属通孔的中心与第三列金属通孔64中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第四行金属通孔46中位于最左端的金属通孔的中心与第三列金属通孔64中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第四行金属通孔46中位于最左端的金属通孔的中心位于第三列金属通孔64中位于最后端的金属通孔的中心的右后方，第四行金属通孔46中位于最左端的金属通孔的中心与第三列金属通孔64中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第四行金属通孔46中位于最右端的金属通孔的中心与第七列金属通孔59中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，第四行金属通孔46中位于最右端的金属通孔的中心位于第七列金属通孔59中位于最前端的金属通孔的中心的左后方，第四行金属通孔46中位于最右端的金属通孔的中心与第七列金属通孔59中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第五行金属通孔47中位于最左端的金属通孔的中心与第七列金属通孔59中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第五行金属通孔47中位于最左端的金属通孔的中心位于第七列金属通孔59中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，第五行金属通孔47中位于最左端的金属通孔的中心与第七列金属通孔59中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；将第二列金属通孔63中位于最后端的金属通孔的中心作为一个顶点，将通过顶点向右横向边长为0.2倍介质波长，通过顶点向后纵向边长为0.74倍介质波长的矩形记为矩形R,将矩形R的中心记为O点；第一行金属通孔43与第十行金属通孔61关于O点呈中心对称分布，第二行金属通孔44与第九行金属通孔60关于O点呈中心对称分布，第三行金属通孔45与第八行金属通孔50关于O点呈中心对称分布，第四行金属通孔46与第七行金属通孔49关于O点呈中心对称分布，第五行金属通孔47与第六行金属通孔48关于O点呈中心对称分布，第二列金属通孔63与第六列金属通孔58关于O点呈中心对称分布，第五列金属通孔57与第三列金属通孔64关于O点呈中心对称分布，第六行金属通孔48中位于最右端的金属通孔的中心与第四列金属通孔56中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第六行金属通孔48中位于最右端的金属通孔的中心位于第四列金属通孔56中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第六行金属通孔48中位于最右端的金属通孔的中心与第四列金属通孔56中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；第二模式转换组件38和第三模式转换组件39的结构与第一模式转换组件37的结构相同；第四模式转换组件40包括第十一行金属通孔65、第十二行金属通孔66、第十三行金属通孔67、第十四行金属通孔68、第十五行金属通孔69、第十六行金属通孔70、第十七行金属通孔71、第十八行金属通孔72、第十九行金属通孔73、第二十行金属通孔74、第八列金属通孔75、第九列金属通孔76、第十列金属通孔77、第十一列金属通孔78、第十二列金属通孔79、第十三列金属通孔80、第十四列金属通孔81、第十五列金属通孔82；第十一行金属通孔65由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十二行金属通孔66由横向均匀间隔排布的至少六个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十三行金属通孔67由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十四行金属通孔68由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十五行金属通孔69由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十六行金属通孔70由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十七行金属通孔71由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十八行金属通孔72由横向均匀间隔排布的三个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十九行金属通孔73由横向均匀间隔排布的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第二十行金属通孔74由横向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第八列金属通孔75由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第九列金属通孔76由间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.09倍介质波长，第九列金属通孔76中一个金属通孔位于另一个金属通孔的右前方，第九列金属通孔76中的两个金属通孔的中心连线所在直线与纵向直线的夹角在25°到35°之间，第十列金属通孔77由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十一列金属通孔78由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十二列金属通孔79由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十三列金属通孔80由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十四列金属通孔81由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十五列金属通孔82由纵向均匀间隔排布的两个金属通孔组成，且该两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第十一行金属通孔65中位于最右端的金属通孔的中心与第八列金属通孔75中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十一行金属通孔65中位于最右端的金属通孔的中心位于第八列金属通孔75中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第十一行金属通孔65中位于最右端的金属通孔的中心与第八列金属通孔75中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十二行金属通孔66中位于最左端的金属通孔的中心与第八列金属通孔75中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十二行金属通孔66中位于最左端的金属通孔的中心位于第八列金属通孔75中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，第十二行金属通孔66中位于最左端的金属通孔的中心与第八列金属通孔75中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十二行金属通孔66中位于最右端的金属通孔的中心与第十列金属通孔77中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，第十二行金属通孔66中位于最右端的金属通孔的中心位于第十列金属通孔77中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，第十二行金属通孔66中位于最右端的金属通孔的中心与第十列金属通孔77中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十三行金属通孔67中位于最左端的金属通孔的中心与第十列金属通孔77中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十三行金属通孔67中位于最左端的金属通孔的中心位于第十列金属通孔77中位于最后端的金属通孔的中心的右方，第十三行金属通孔67中位于最左端的金属通孔的中心与第十列金属通孔77中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十三行金属通孔67中位于最右端的金属通孔的中心与第十二列金属通孔79中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十三行金属通孔67中位于最右端的金属通孔的中心位于第十二列金属通孔79中位于最前端的金属通孔的中心的左前方，第十三行金属通孔67中位于最右端的金属通孔的中心与第十二列金属通孔79中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十四行金属通孔68中位于最左端的金属通孔的中心与第十二列金属通孔79中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十四行金属通孔68中位于最左端的金属通孔的中心位于第十二列金属通孔79中位于最后端的金属通孔的中心的右后方，第十四行金属通孔68中位于最左端的金属通孔的中心与第十二列金属通孔79中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十四行金属通孔68中位于最右端的金属通孔的中心与第十四列金属通孔81中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.03倍介质波长，第十四行金属通孔68中位于最右端的金属通孔的中心位于第十四列金属通孔81中位于最后端的金属通孔的中心的左后方，第十四行金属通孔68中位于最右端的金属通孔的中心与第十四列金属通孔81中位于最后端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间，第十五行金属通孔69中位于最左端的金属通孔的中心与第十四列金属通孔81中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.07倍介质波长，第十五行金属通孔69中位于最左端的金属通孔的中心位于第十四列金属通孔81中位于最前端的金属通孔的中心的右前方，第十五行金属通孔69中位于最左端的金属通孔的中心与第十四列金属通孔81中位于最前端的金属通孔的中心的间距在0.07倍介质波长到0.09倍介质波长之间；将第十列金属通孔77中位于最后端的金属通孔的中心作为一个顶点，将通过该顶点向右横向边长为0.2倍介质波长，通过顶点向后纵向边长为0.74倍介质波长的矩形记为矩形G,将矩形G的中心记为A点；第十一行金属通孔65与第二十行金属通孔74关于A点呈中心对称分布,第十二行金属通孔66与第十九行金属通孔73关于A点呈中心对称分布,第十三行金属通孔67与第十八行金属通孔72关于A点呈中心对称分布,第十四行金属通孔68与第十七行金属通孔71关于A点呈中心对称分布,第十五行金属通孔69与第十六行金属通孔70关于A点呈中心对称分布,第十五列金属通孔82与第八列金属通孔75关于A点呈中心对称分布,第十列金属通孔77与第十三列金属通孔80关于A点呈中心对称分布,第十一列金属通孔78与第十二列金属通孔79关于A点呈中心对称分布,第九列金属通孔76中从前向后数第二个金属通孔的中心位于第十六行金属通孔70中心连线所在直线上，第十六行金属通孔70中位于最右端的金属通孔的中心位于第九列金属通孔76中从前向后数第二个金属通孔的中心的左方，第十六行金属通孔70中位于最右端的金属通孔的中心与第九列金属通孔76中位于左后端的金属通孔的中心的间距为0.07倍介质波长，第九列金属通孔76中从前向后数第一个金属通孔的中心位于第二个金属通孔的中心的右前方，右列金属通孔41由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿第二基板42的至少两个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；每个模式转换单元33的输出端口通过在第三金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，第二介质平板的上端面在模式转换单元33的输出端口处暴露出来，每个模式转换单元33的输出端口的左侧边位于其左列金属通孔36中所有金属通孔的中心连线的右侧，且每个模式转换单元33的输出端口的前侧边到该模式转换单元33的第二行金属通孔44的中心连线所在直线的距离等于该模式转换单元33的输出端口的后侧边到该模式转换单元33的第九行金属通孔60的中心连线所在直线的距离，该模式转换单元33的输出端口的左侧边与该模式转换单元33的左列金属通孔36中所有金属通孔的中心连线所在直线的间距在0.08倍介质波长与0.09倍介质波长之间，每个模式转换单元33的四个输入端口分别通过在第四金属层上开设相邻两边分别沿前后方向长度为0.66倍介质波长和左右方向为0.2倍介质波长的矩形口实现，将模式转换单元33的四个输入端口分别称为第五输入端口、第六输入端口、第七输入端口和第八输入端口；第五输入端口位于第六输入端口的左侧，第六输入端口位于第七输入端口的左侧，第七输入端口位于第八输入端口的左侧；第五输入端口、第六输入端口、第七输入端口和第八输入端口的中心点位于同一横向直线上，第五输入端口的中心点与第六输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长，第六输入端口的中心点与第七输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长，第七输入端口的中心点与第八输入端口的中心点的横向间距为1.4倍介质波长；第五输入端口位于左列金属通孔36的右侧，第五输入端口的左侧边与模式转换器32的左列金属通孔36的中心连线所在直线的横向间距为0.85倍介质波长，第五输入端口位于第一模式转换组件37的第三行金属通孔45的后侧，第五输入端口第五输入端口的前侧边与模式转换器32的第一模式转换组件37的第三行金属通孔45中心连线所在直线的纵向间距为0.04倍介质波长；模式转换阵列中每个模式转换单元33的四个输入端口均为模式转换层2的输入端口，模式转换层2具有2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口也按照2ⁿ⁺²行2ⁿ⁺²列的方式分布；模式转换层2的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输入端口与馈电层1的2ⁿ⁺²×2ⁿ⁺²个输出端口一一对应连接，且相连接的一个输入端口和一个输出端口中，两者的前端面位于同一平面，两者的后端面位于同一平面，两者的左端面位于同一平面，两者的右端面位于同一平面；模式转换阵列中每个模式转换单元33的输出端口均为模式转换层2的输出端口，模式转换层2具有2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口，且该2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口按照2ⁿ⁺²行2ⁿ列的方式分布；模式转换层2的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口分别与辐射层3连接。

本实施例中，辐射层3包括第三基板83和辐射阵列，第三基板83为矩形，第三基板83包括第三介质平板、第五金属层和第六金属层，第五金属层附着在第三介质平板的上表面且将第三介质平板的上表面完全覆盖住，第六金属层附着在第三介质平板的下表面且将第三介质平板的下表面完全覆盖住，将第三基板83的左右方向定义为横向，将将述的第三基板83的前后方向定义为纵向；辐射阵列由2ⁿ×2ⁿ个结构相同的辐射模块84按照2ⁿ行2ⁿ列的方式均匀分布形成，每个辐射模块84分别由4个相同的辐射单元85按照4行1列的方式均匀分布形成；每个辐射单元85分别包括一个输入端口、两个输出端口和四个金属通孔组，四个金属通孔组围成四边形，将四个金属通孔组分别称为第一金属通孔组86、第二金属通孔组87、第三金属通孔组88和第四金属通孔组89；第一金属通孔组86由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿第三基板83的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第二金属通孔组87由横向均匀间隔排布且沿水平方向上下贯穿第三基板83的至少八个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第三金属通孔组88由横向均匀间隔排布且沿水平方向上下贯穿第三基板83的至少八个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第四金属通孔组89由纵向均匀间隔排布且沿竖直方向上下贯穿第三基板83的至少四个金属通孔组成，且每相邻两个金属通孔的中心间距为0.07倍介质波长；第一金属通孔组86中位于最前端的金属通孔的中心与第二金属通孔组87中所有金属通孔的中心连线所在直线的距离为0.07倍介质波长，第二金属通孔组87中位于最左端的金属通孔位于第一金属通孔组86中位于最前端的金属通孔的右前方，第一金属通孔组86中位于最前端的金属通孔的中心与第二金属通孔组87中位于最左端的金属通孔的中心的间距在0.08倍介质波长到0.09倍介质波长之间，当过第一金属通孔组86中位于最后端的金属通孔的中心与第二金属通孔组87中位于最右端金属通孔的中心作线段L，取线段L的中心点M，第一金属通孔组86与第四金属通孔组89关于点M呈中心对称，第二金属通孔组87与第三金属通孔组88关于点M呈中心对称，第四金属通孔组89位于第一金属通孔组86的右侧；将辐射单元85的两个输出端口分别称为第五输出端口和第六输出端口，第五输出端口位于第六输出端口的前侧，第五输出端口位于第二金属通孔组87的后侧、第一金属通孔组86的右侧以及第四金属通孔组89的左侧，第六输出端口位于第三金属通孔组88的前侧、第一金属通孔组86的右侧以及第四金属通孔组89的左侧，第五输出端口和第六输出端口分别通过在第五金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，第三介质平板的上端面在第五输出端口和第六输出端口处暴露出来，第五输出端口的左侧边与第一金属通孔组86中所有金属通孔的中心连线所在直线的横向间距为0.04倍介质波长，第五输出端口的前侧边与第二金属通孔组87中所有金属通孔的中心连线所在直线的纵向间距为0.06倍介质波长，第五输出端口与第六输出端口关于过M点且平行于第二金属通孔组87中所有金属通孔的中心连线所在直线的直线呈镜像对称，辐射单元85的输入端口通过在第六金属层上开设沿左右方向的长度为5.83倍介质波长，沿前后方向的长度为0.2倍介质波长的矩形口实现，输入端口的左侧边与辐射单元85的第一金属通孔组86的中心连线所在直线的横向间距为0.04倍介质波长，输入端口的前侧边与辐射单元85的第二金属通孔组87的中心连线所在直线的纵向间距为0.5倍介质波长，输入端口位于辐射单元85的第一金属通孔组86的右侧、辐射单元85的第二金属通孔组87的后侧、辐射单元85的第三金属通孔组88的前侧以及辐射单元85的第四金属通孔组89的左侧；将每个辐射单元85的输入端口分别作为辐射阵列的一个输入端口，辐射阵列具有2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口，且辐射阵列的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口按照2ⁿ⁺²行2ⁿ列的方式分布；模式转换层2的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输出端口与辐射层3的2ⁿ⁺²×2ⁿ个输入端口一一对应连接，且相连接的一个输入端口和一个输出端口中，两者的前端面位于同一平面，两者的后端面位于同一平面，两者的左端面位于同一平面，两者的右端面位于同一平面。

本实施例中，第一介质平板的高度为2mm，第二介质平板的高度为1.27mm，第三介质平板的高度为0.762mm，第一基板4上所有的金属通孔上所有的金属通孔的的直径均为0.5mm，第二基板42上所有的金属通孔上所有的金属通孔的的直径均为0.3mm，第三基板83上所有的金属通孔的直径均为0.6mm，介质波长为天线工作的中心频率的电磁波在相对介电常数为2.94且相对磁导率为1的介质中传播时的波长。

本实施例中，辐射层3上设置有空间匹配层，空间匹配层包括第四介质平板90，第四介质平板90的高度为1.524mm，第四介质平板90下表面与第五金属层的上表面贴合，且将第五金属层的上表面完全覆盖。