[發明專利]一種基于GCPW饋電的雙極化正弦天線裝置

有效

• 申請號: 201811437527.5
• 申請日: 2018-11-28
• 公開（公告）號: CN109524771B
• 公開（公告）日: 2022-09-27
• 發明（設計）人: 宋立眾;王靜;孫正鼐;薛敬宏
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q23/00
• 代理公司: 威海科星專利事務所 37202
• 代理人: 初姣姣

1.一種基于GCPW饋電的雙極化正弦天線裝置，其特征在于，由兩個相同的單極化正弦振子天線垂直交叉放置組成，其中每一個單極化正弦振子天線均設有單層介質基板，單層介質基板的兩側對稱設置正弦印刷振子，并采用對稱的異面帶狀雙線直接饋電，天線的輸入端采用接地共面波導GCPW饋電，便于和同軸線接頭直接焊接在一起，接地共面波導為非平衡結構，

曲折臂天線由N個臂組成，每個臂由P個單元組成，第p個單元表示從第一個、最外面的單元到最里面的單元P中的某一個單元，R_p表示第p個單元的半徑，Sinuous曲線的設計參數包括α_p和τ_p，其中α_p表示極坐標下天線臂第p個單元的角度范圍，τ_p表示相鄰兩單元的半徑的比值R_p/R_p-1，如果α和τ是常數，則曲折臂曲線符合對數周期原理，如果α_p和τ_p跟單元數p有關，那么稱這種結構為準對數周期結構，Sinuous曲線的第p個單元線段由下面等式定義：

其中，r和為Sinuous曲線的極坐標，p為每一單元組線段編號，R_p之間的關系為：

R_p＝τ_p-1R_p-1 (3)

為了從Sinuous曲線獲得曲折臂天線的臂，引入另外一個參數δ，第p個曲折臂單元的等式寫為：

當α_p+δ＜70°時，天線獲得一個好的增益和效率，δ滿足：

天線的每個臂的輸入阻抗由下式得到：

介質基板介電常數為ε_r，厚度為h的，介質基板上、下的灰色部分為厚度為t的金屬敷層，CPW中心導帶的寬度為w，與兩側地的間隙為s，CPW的有效介電常數ε_eff和特性阻抗Z₀可由式(7)和式(8)計算：其中，C為傳輸線的單位電容，C(ε_r)為介質填充下的單位電容，而C(ε_r＝1)為空氣填充的單位電容；

所述接地共面波導GCPW是在CPW介質的背面敷接地金屬板的共面波導，是微帶線和共面波導的結合，通過采用梯形的接地板結構，同時采用導電連接孔陣列實現地板互聯和阻抗匹配；天線振子輻射器和饋電傳輸線直接互連，不需要焊接過程，減少了裝配和加工的難度。