[发明专利]一种周期性短路钉微带漏波天线

说明书

本发明公开了一种周期性短路钉微带漏波天线，包括介质板、金属贴片、短路钉、金属地板、馈电接头，所述金属贴片和金属地板为平面结构，所述金属贴片紧贴于介质板的一侧，金属地板紧贴于介质板的另一侧，馈电接头的中心馈电针与金属贴片连接，馈电接头的外导体与金属地板连接，短路钉从有金属贴片的一侧穿过介质板并与金属地板连接，所述介质板上的有短路钉的部分和没有短路钉的部分周期性分布。使用金属贴片加载短路钉的形式构成金属辐射体，加载短路钉后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，使用周期分布的短路钉，来实现天线主波束的扫描，可以实现主波束前后向的扫描，而且结构简单，制作方便。

技术领域

本发明涉及无线传输领域，特别地，涉及一种周期性短路钉微带漏波天线。

背景技术

漏波天线是一种行波天线，其独特的辐射特性及优良的波瓣扫描特性，使得漏波天线一直是天线领域研究的热点，广泛应用于飞行器表面的共形天线、高分辨率雷达和卫星通信动中通等各个领域。现有的漏波天线辐射单元结构复杂多样化，尺寸较大，制作相对困难，均匀性结构只能实现波束的前向扫描。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种周期性短路钉微带漏波天线。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种周期性短路钉微带漏波天线，包括介质板、金属贴片、短路钉、金属地板、馈电接头，所述金属贴片和金属地板为平面结构，所述金属贴片紧贴于介质板的一侧，金属地板紧贴于介质板的另一侧，馈电接头的中心馈电针与金属贴片连接，馈电接头的外导体与金属地板连接，短路钉从有金属贴片的一侧穿过介质板并与金属地板连接，所述介质板上的有短路钉的部分和没有短路钉的部分周期性分布。

优选地，所述介质板内部的介质为固体介质或空气介质的一种。

优选地，所述短路钉的半径、相邻短路钉之间的间距以及短路钉的数量根据天线波束扫描的角度、范围及阻抗匹配要求来确定。

优选地，所述确定方法具体为：微带漏波天线的主波束方向角θ由相位常数β_z决定，可由下式得到：

k_zn＝k_z+2nπ/p

其中，β_z是传播常数中的相位常数；k₀是真空中的波数。

基于对各个影响参数的分析，结合传统MLWA传播常数的计算方法以及Floquet理论，得到了天线传播常数的计算公式，

周期性短路钉微带漏波天线传播常数的计算方法如下：

周期分布的短路钉组成均匀漏波结构，实现主波束前向扫描，天线传播常数的计算公式为：

k_zn＝k_z+2nπ/p

ε_e是有效介电常数：

W_r＝W^′/h

天线宽度的修正公式如下：

在修正天线宽度W'的基础上，进一步得到等效延伸长度的修正公式如下：

其中，W天线的宽度，a是短路钉之间的间距，r是短路钉半径，T是无短路钉部分长度，s是传输线宽度，h是介质板厚度，ε_r是相对介电常数。