[发明专利]一种基于GCPW馈电的双极化正弦天线装置

权利要求书

1.一种基于GCPW馈电的双极化正弦天线装置，其特征在于，由两个相同的单极化正弦振子天线垂直交叉放置组成，其中每一个单极化正弦振子天线均设有单层介质基板，单层介质基板的两侧对称设置正弦印刷振子，并采用对称的异面带状双线直接馈电，天线的输入端采用接地共面波导GCPW馈电，便于和同轴线接头直接焊接在一起，接地共面波导为非平衡结构，

曲折臂天线由N个臂组成，每个臂由P个单元组成，第p个单元表示从第一个、最外面的单元到最里面的单元P中的某一个单元，R_p表示第p个单元的半径，Sinuous曲线的设计参数包括α_p和τ_p，其中α_p表示极坐标下天线臂第p个单元的角度范围，τ_p表示相邻两单元的半径的比值R_p/R_p-1，如果α和τ是常数，则曲折臂曲线符合对数周期原理，如果α_p和τ_p跟单元数p有关，那么称这种结构为准对数周期结构，Sinuous曲线的第p个单元线段由下面等式定义：

其中，r和为Sinuous曲线的极坐标，p为每一单元组线段编号，R_p之间的关系为：

R_p＝τ_p-1R_p-1 (3)

为了从Sinuous曲线获得曲折臂天线的臂，引入另外一个参数δ，第p个曲折臂单元的等式写为：

当α_p+δ＜70°时，天线获得一个好的增益和效率，δ满足：

天线的每个臂的输入阻抗由下式得到：

介质基板介电常数为ε_r，厚度为h的，介质基板上、下的灰色部分为厚度为t的金属敷层，CPW中心导带的宽度为w，与两侧地的间隙为s，CPW的有效介电常数ε_eff和特性阻抗Z₀可由式(7)和式(8)计算：其中，C为传输线的单位电容，C(ε_r)为介质填充下的单位电容，而C(ε_r＝1)为空气填充的单位电容；

所述接地共面波导GCPW是在CPW介质的背面敷接地金属板的共面波导，是微带线和共面波导的结合，通过采用梯形的接地板结构，同时采用导电连接孔阵列实现地板互联和阻抗匹配；天线振子辐射器和馈电传输线直接互连，不需要焊接过程，减少了装配和加工的难度。