[发明专利]一种传输线和漏波天线复用器件及其波束扫描方法

权利要求书

1.一种传输线和双频带定频波束扫描漏波天线复用器件，其特征在于：包括介质基板，位于该介质基板上表面的金属条带和位于该介质基板下表面的金属地板，以及周期性交替排列的固定电容和变容二极管；

所述金属条带包括两端的弧形渐变微带线结构和位于渐变微带线结构之间的人工表面等离激元结构，所述人工表面等离激元结构包括若干槽深和槽宽一致的开槽单元结构；所述每个开槽单元结构上均设有一个固定电容或变容二极管，且固定电容或变容二极管通过过孔与金属地板连接，沿所述渐变微带线结构至人工表面等离激元结构的方向，固定电容和变容二极管周期性交替排列，每个排列周期含有六个开槽单元，并在左侧三个单元上加载固定电容，右侧三个单元上加载变容二极管；

当变容二极管的容值与固定电容的容值一致时，该器件的表面阻抗一致，实现传输线的功能；当变容二极管的容值与固定电容的容值不一致时，该器件的表面阻抗得到周期性调制，实现漏波天线辐射功能，该复用器件工作在天线辐射状态时分成两个工作频带，分别是4.0-5.0GHz和5.65-7.85GHz。

2.根据权利要求1所述的一种传输线和双频带定频波束扫描漏波天线复用器件，其特征在于：人工表面等离子体激元的表面阻抗所产生的周期性地不连续性变化满足以下公式：

其中，X_s为阻抗表面调制金属条带的平均表面阻抗，M为调制深度，取值范围为(0～1)，p为调制周期，x方向为电磁波沿着正弦阻抗表面的传播方向。

3.根据权利要求1所述的一种传输线和双频带定频波束扫描漏波天线复用器件，其特征在于：所述人工表面等离激元结构包括若干个调制周期，所述调制周期为6个开槽单元，前3个单元为电容，其容值为0.9pf；后3个单元为变容二级管，变容范围为0.027-0.9pf。

4.根据权利要求1所述的一种传输线和双频带定频波束扫描漏波天线复用器件，其特征在于：所述开槽单元的凹槽沿自身轴线方向的剖面形状为矩形、V形或梯形。

5.根据权利要求1所述的一种传输线和双频带定频波束扫描漏波天线复用器件，其特征在于：在金属条带和金属地板上加载电压，通过改变加载的电压值来调整变容二极管的容值，以使该复用器件分别实现传输线功能和漏波天线辐射功能。

6.一种基于权利要求1至5任一项所述复用器件的波束扫描方法，其特征在于：在金属条带和金属地板之间施加预设的电压U；改变电压U的值，变容二极管的容值发生改变，进而引起复用器件平均表面阻抗改变；

当电压U为0V时，变容二极管的容值与固定电容的容值一致，此时复用器件的表面阻抗一致，该复用器件工作在传输线模式；

当电压U为变容二极管的电压上限值时，复用器件表面阻抗按以下公式调制：

其中，X_s为平均表面阻抗，M为调制深度，P为调制周期，x方向为电磁波沿着矩形阻抗表面的传播方向；

变容二极管的容值与固定电容的容值不同，该复用器件工作在漏波天线辐射模式；随着电压的改变能够实现波束定频扫描，且在4.0-5.0GHz和5.65-7.85GHz内实现双频段内的辐射功能。