[發明專利]一種周期性短路釘微帶漏波天線

有效

• 申請號: 201811310897.2
• 申請日: 2018-11-06
• 公開（公告）號: CN109659700B
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 陶銳;李元新;杜苡茗
• 申請（專利權）人: 佛山市順德區中山大學研究院;廣東順德中山大學卡內基梅隆大學國際聯合研究院;中山大學
• 主分類號: H01Q13/20
• 分類號: H01Q13/20;H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 左恒峰

本發明公開了一種周期性短路釘微帶漏波天線，包括介質板、金屬貼片、短路釘、金屬地板、饋電接頭，所述金屬貼片和金屬地板為平面結構，所述金屬貼片緊貼于介質板的一側，金屬地板緊貼于介質板的另一側，饋電接頭的中心饋電針與金屬貼片連接，饋電接頭的外導體與金屬地板連接，短路釘從有金屬貼片的一側穿過介質板并與金屬地板連接，所述介質板上的有短路釘的部分和沒有短路釘的部分周期性分布。使用金屬貼片加載短路釘的形式構成金屬輻射體，加載短路釘后天線尺寸明顯小于相同工作頻率的傳統微帶矩形漏波天線，使用周期分布的短路釘，來實現天線主波束的掃描，可以實現主波束前后向的掃描，而且結構簡單，制作方便。

技術領域

本發明涉及無線傳輸領域，特別地，涉及一種周期性短路釘微帶漏波天線。

背景技術

漏波天線是一種行波天線，其獨特的輻射特性及優良的波瓣掃描特性，使得漏波天線一直是天線領域研究的熱點，廣泛應用于飛行器表面的共形天線、高分辨率雷達和衛星通信動中通等各個領域。現有的漏波天線輻射單元結構復雜多樣化，尺寸較大，制作相對困難，均勻性結構只能實現波束的前向掃描。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種周期性短路釘微帶漏波天線。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種周期性短路釘微帶漏波天線，包括介質板、金屬貼片、短路釘、金屬地板、饋電接頭，所述金屬貼片和金屬地板為平面結構，所述金屬貼片緊貼于介質板的一側，金屬地板緊貼于介質板的另一側，饋電接頭的中心饋電針與金屬貼片連接，饋電接頭的外導體與金屬地板連接，短路釘從有金屬貼片的一側穿過介質板并與金屬地板連接，所述介質板上的有短路釘的部分和沒有短路釘的部分周期性分布。

優選地，所述介質板內部的介質為固體介質或空氣介質的一種。

優選地，所述短路釘的半徑、相鄰短路釘之間的間距以及短路釘的數量根據天線波束掃描的角度、范圍及阻抗匹配要求來確定。

優選地，所述確定方法具體為：微帶漏波天線的主波束方向角θ由相位常數β_z決定，可由下式得到：

k_zn＝k_z+2nπ/p

其中，β_z是傳播常數中的相位常數；k₀是真空中的波數。

基于對各個影響參數的分析，結合傳統MLWA傳播常數的計算方法以及Floquet理論，得到了天線傳播常數的計算公式，

周期性短路釘微帶漏波天線傳播常數的計算方法如下：

周期分布的短路釘組成均勻漏波結構，實現主波束前向掃描，天線傳播常數的計算公式為：

k_zn＝k_z+2nπ/p

ε_e是有效介電常數：

W_r＝W^′/h

天線寬度的修正公式如下：

在修正天線寬度W'的基礎上，進一步得到等效延伸長度的修正公式如下：

其中，W天線的寬度，a是短路釘之間的間距，r是短路釘半徑，T是無短路釘部分長度，s是傳輸線寬度，h是介質板厚度，ε_r是相對介電常數。