[发明专利]具有双工作模式的周期性斜短截线微带漏波天线

说明书

本发明公开了具有双工作模式的周期性斜短截线微带漏波天线，由周期性排列的互相平行的斜短截线与传输线组合形成金属辐射体，使天线尺寸明显小于相同工作频段的常规微带矩形漏波天线，同时，按斜短截线的长度和相邻斜短截线的间距之间的大小关系，本发明得到不同的频扫特性，即斜短截线重叠情况下实现天线主波束前向扫描，斜短截线不重叠情况下实现天线主波束前后向扫描。

技术领域

本发明涉及无线通信应用领域，特别是具有双工作模式的周期性斜短截线微带漏波天线。

背景技术

在无线通信应用中，在雷达系统、移动通信方面、航空定位系统等应用场合中，往往需要可以实现主波束的波束扫描的天线，于是，电控波束可调天线技术在近年来得到了充分的发展，传统的波束可调天线大部分采用天线阵技术来实现天线的波束扫描，天线体积庞大、馈电系统和控制系统复杂，而微带漏波天线因其自身的优点、尤其是波束电控频扫特性，在相关领域得到了充分的发展与应用。

目前微带漏波天线有多种多样的设计，但是由于微带漏波天线的结构特性，多个谐振单元结构使得天线尺寸变大，并且难于制作，一般只能实现波束的前向扫描，波束扫描范围较小。

发明内容

为解决上述问题，本发明的使用斜短截线和传输线构成金属辐射体，使天线尺寸明显小于相同工作频率的传统微带矩形漏波天线，且根据金属辐射体的尺寸和结构关系，实现两种工作模式。

本发明解决其问题所采用的技术方案是：

具有双工作模式的周期性斜短截线微带漏波天线，包括介质平面、金属平面、馈电接头、传输线和周期性排列的斜短截线，每条所述斜短截线互相平行，所述斜短截线的一端与所述传输线连接且分布于传输线的同一侧，从而构成金属辐射体，所述斜短截线与传输线相交形成的夹角为锐角，所述所述金属辐射体设置于所述介质平面的一侧表面，所述介质平面的另一侧表面与所述金属平面连接，所述馈电接头包括外导体和中心馈线针，所述外导体与所述金属平面连接，所述中心馈线针与金属辐射体连接。

进一步，作为所述金属辐射体的其中一种结构，所述相邻两条所述斜短截线之间的距离在传输线上的投影的长度大于斜短截线的长度。

进一步，所述介质平面的宽度与金属辐射体的结构有关，其宽度修正公式用W′表示如下：

其中ε_e为有效介电常数，与介质平面的相对介电常数有关，W为斜短截线4的长度，a为斜短截线的宽度，d为相邻两条斜短截线之间的间距，s为传输线的宽度，γ为斜短截线与传输线之间的锐角夹角，h为介质平面的厚度。

进一步，作为所述金属辐射体的另一种结构，相邻两条所述斜短截线之间的距离在传输线上的投影的长度小于斜短截线的长度。

进一步，所述介质平面的宽度与金属辐射体的结构有关，其宽度修正公式用W′表示如下：

其中ε_e为有效介电常数，与介质平面的相对介电常数有关，W为斜短截线4的长度，a为斜短截线的宽度，d为相邻两条斜短截线之间的间距，γ为斜短截线与传输线之间的锐角夹角，h为介质平面的厚度。

进一步，所述介质平面由绝缘材料构成，绝缘材料可以选择固态、液态或气态的绝缘材料。

进一步，所述金属平面与所述介质平面之间的连接方式为紧密贴合连接，从而构成承载平面。

进一步，所述金属平面和介质平面为矩形平面，所述金属平面的长度和宽度分别与所述介质平面的长度和宽度相同。

进一步，所述传输线为直线，所述传输线的长度小于或等于所述承载平面的长度。

进一步，所述承载平面的长度大于或等于所测量的主波束指向最接近法线的工作频率的波长的3倍。