[发明专利]工作于C波段和X波段的双频微带天线阵及其设计方法

权利要求书

1.一种工作于C波段和X波段的双频微带天线阵，其特征在于，包括4元微带天线子阵和左右手双工器，所述的左右手双工器由两个左右手带通滤波器与匹配电路连接而成，

所述左右手带通滤波器采用相对介电常数为2.65厚度为0.5mm的聚四氟乙烯玻璃布板，50Ω微带线的宽度w为1.37mm，各缝隙宽度为：w₁＝w₂＝w₃＝w₄＝w₅＝0.2mm，过孔半径r＝0.5mm，6GHz带通滤波器相互位置关系和具体结构参数为：两交指缝隙的间距d＝3.8mm；单元的高度l₁＝5mm；d₁＝1.85mm；U型槽的底部长度l₂＝3.8mm；U型槽的侧边长度d₂＝0.6mm；矩形缝隙的长度l₃＝2.8mm；矩形缝隙的宽度d₃＝2.1mm；交指长度d₄＝1.45mm；U型槽距中心的距离x＝1.3mm；接地过孔距中心的距离y＝2.2mm；10GHz带通滤波器的相互位置关系和具体结构参数为：两交指缝隙的间距d＝2.6mm；单元的高度l₁＝3.4mm；d₁＝1.25mm；U型槽的底部长度l₂＝2.3mm；U型槽的侧边长度d₂＝0.6mm；矩形缝隙的长l₃＝1.4mm；矩形缝隙的宽度d₃＝1.4mm；交指长度d₄＝1.05mm；U型槽距中心的距离x＝0.9mm；接地过孔距中心的距离y＝1mm。

2.根据权利要求1所述的工作于C波段和X波段的双频微带天线阵，其特征在于，6GHz滤波器的交指个数为13，10GHz滤波器的交指个数为9。

3.根据权利要求1所述的工作于C波段和X波段的双频微带天线阵，其特征在于，所述的左右手双工器中，“1端口”与“2端口”之间的微带线长度为15.75mm，“1端口”与“3端口”之间的微带线长度为14.45mm。

4.根据权利要求1所述的工作于C波段和X波段的双频微带天线阵，其特征在于，左右手带通滤波器采用平衡左右手传输线结构，所述平衡左右手传输线结构包括金属导体和腐蚀部分，两侧是50Ω微带线，交指缝隙等效为串联电容，提供负磁导率效应；半径为r的金属接地过孔等效为并联电感，提供负介电常数效应。

5.一种工作于C波段和X波段的双频微带天线阵的设计方法，其特征在于，具体步骤如下：

首先，提出了基于交指缝隙和接地过孔的新型平面左右手传输线结构，交指缝隙等效为串联电容，提供负磁导率效应，接地金属过孔等效为并联电感，提供负介电常数效应；并提出了结构的等效电路模型；发现其左手通带和右手通带均单独可调，且在平衡条件下具有带通滤波特性；其次，利用所提出的左右手传输线在平衡条件下的带通滤波特性，分别设计了新型C波段和X波段的左右手带通滤波器；结合两个左右手带通滤波器设计了新型的左右手双工器；最后，分别设计了工作于C波段和X波段的天线单元及4元天线子阵，并结合左右手双工器实现了C/X波段的双频微带天线阵。