[發明專利]一種基于液晶電控掃描波導漏波天線

在審

• 申請號: 201710406947.6
• 申請日: 2017-06-02
• 公開（公告）號: CN108987910A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張春秋;楊亮亮;張燕
• 申請（專利權）人: 江蘇萬邦微電子有限公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q3/28;H01Q13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明具體涉及一種基于液晶電控掃描波導漏波天線，一種基于液晶電控掃描波導漏波天線，包括N個單元陣列，N大于等于2，所述N個單元陣列鑲嵌于介質基板上，其特征在于：所述單元陣列由下往上依次為微帶線、介質基板、下層金屬地板、液晶層、上層金屬地板、和金屬貼片；所述微帶線位與單元陣列下表面中間；所述上層金屬地板中間開縫隙，所述縫隙從側面的形狀為H形；所述兩層金屬地板之間與H形的縫隙中填滿液晶材料；所述金屬貼片為中間開至少一條矩形縫隙。本發明能夠實現無移相器，僅通過幅度加權的波束控制方法，改變陣元幅度不改變相位和天線參數，就可以實現天線目標輻射特性。

技術領域

本發明屬于微波天線技術領域，具體涉及一種基于液晶電控掃描波導漏波天線。

背景技術

漏波天線具有隨著饋入的電磁波頻率的變化，天線主瓣波束方向也會變化的頻率掃描特性。漏波天線的頻掃特性在過去有著較為廣泛的應用，但這種頻掃特性往往會占據一段較寬的連續的頻帶資源。當今，隨著無線通信的爆炸式發展，本就有限的頻譜資源顯得日益擁堵，而傳統漏波天線的頻掃特性與現代通信提高頻譜利用率的追求顯然是矛盾的，因此為了解決這一矛盾，定頻掃描漏波天線的概念開始被提出。基于液晶材料的定頻電控掃描漏波天線能夠工作在微波的高頻波段。液晶材料可以在外加磁場或電場的控制下，改變自身的介電常數，這一特性被施加到天線結構中，就可以實現漏波天線的定頻掃描。然而，現有的液晶電控掃描漏波天線通常具有如下的缺點 ：第一，需要使用外加可控磁場來配合天線的方向圖掃描，從而導致天線的控制機構復雜 ；第二，為了能夠使液晶的介電常數在外加電場的作用下發生改變，需要為天線設計額外的偏置電路，而這種偏置電路會導致低頻或直流電路與射頻電路之間的電磁耦合，進而是天線的輻射特性惡化。

發明內容

所要解決的技術問題：

本發明目的是利用液晶的介電常數可調、損耗低、能工作在較高頻段的優良特點，代替傳統的二極管作為電控件，采用改變單元偏壓來控制激勵幅度的方法，實現天線目標輻射特性，提供了一種基于液晶電控掃描波導漏波天線。

技術方案：

一種基于液晶電控掃描波導漏波天線，包括N個單元陣列，所述N個單元陣列鑲嵌于介質基板上，其特征在于：所述單元陣列由下往上依次為微帶線、介質基板、下層金屬地板、液晶層、上層金屬地板、和金屬貼片；所述微帶線位與單元陣列下表面中間；所述上層金屬地板中間開縫隙，所述縫隙從側面的形狀為H形；所述兩層金屬地板之間與H形的縫隙中填滿液晶材料；所述金屬貼片為中間開至少一條矩形縫隙。

進一步地，所述介質基板為微波板，相對介電常數為3到4。

進一步地，所述單元陣列的距離相等。

進一步地，所述單元陣列在介質基板上的排列方式為串形排列。

進一步地，所述金屬貼片的尺寸為10mm*5mm；所述液晶層與下層金屬地板與上層金屬地板的尺寸為15mm*5mm。

有益效果：

（1） 本發明能夠實現無移相器，僅通過幅度加權的波束控制方法，改變陣元幅度不改變相位和天線參數，就可以實現天線目標輻射特性;

（2）本方案設計的天線，可以對液晶進行分塊控制。通過多端口饋電的形式驗證了僅幅度加權的可行性，又通過改變液晶各向介電常數模擬幅度加權，實現了大角度的波束掃描，還可以對多波束、波束展寬、余割平方波束等復雜的方向圖形狀進行控制。

（3）本方案提出的天線可以實現對于主瓣方向和副瓣電平的同時的控制。

附圖說明

圖1為單元陣列的側面結構圖；

圖2為天線的示意圖；

圖3為天線的多端口饋電模擬幅度加權遠場方向。