[發明專利]人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線

有效

• 申請號: 202110487536.0
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113193351B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 劉蕾蕾;江揚斌;湯仕釗
• 申請（專利權）人: 南京郵電大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 南京正聯知識產權代理有限公司 32243
• 代理人: 王素琴

1.一種人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，包括介質基板，介質基板的上下兩面分別形成介質基板頂面和介質基板底面，其特征在于：介質基板頂面設有接地金屬部、槽線過渡段和人工表面等離激元輻射條帶，接地金屬部與人工表面等離激元輻射條帶之間設有槽線過渡段，接地金屬部設有兩條L型槽線，L型槽線分別通過槽線過渡段連接人工表面等離激元輻射條帶；介質基板底面設有第一微帶線、T型功分器、兩個第二微帶線和兩個二階階躍阻抗變換器，接地金屬部與第一微帶線分別設于介質基板的同一端部的上下兩面，第一微帶線的一端是天線的饋電端口，第一微帶線的另一端連接T型功分器的端部，T型功分器的另一端部兩側分別通過第二微帶線連接二階階躍阻抗變換器，兩個二階階躍阻抗變換器與介質基板頂面的兩條L型槽線分別耦合，再經由槽線過渡段對人工表面等離激元輻射條帶進行饋電。

2.如權利要求1所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：人工表面等離激元輻射條帶以縱向中軸線對稱設置，人工表面等離激元輻射條帶包括人工表面等離激元過渡段和鋸齒形溝槽段，人工表面等離激元過渡段設于槽線過渡段和鋸齒形溝槽段間。

3.如權利要求2所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：鋸齒形溝槽段的兩側對稱設有周期、開槽深度與寬度均相同的鋸齒形溝槽。

4.如權利要求2所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：人工表面等離激元過渡段的兩側開槽，且兩側開槽深度均由遠鋸齒形溝槽端向近鋸齒形溝槽端遞增。

5.如權利要求2所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：通過T型功分器、兩個第二微帶線和兩個二階階躍阻抗變換器對介質基板頂面的兩條同向的L型槽線進行耦合饋電，再經由槽線過渡段和人工表面等離激元過渡段構成的過渡結構，實現人工表面等離激元輻射條帶兩側電磁波的同相饋電。

6.如權利要求1-5任一項所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：二階階躍阻抗變換器包括一階低阻抗四分之一波長微帶線和二階高阻抗四分之一波長微帶線。

7.如權利要求1-5任一項所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：第一微帶線和第二微帶線均采用50ohm微帶線，且第二微帶線采用90度彎折的微帶線。

8.如權利要求1-5任一項所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：通過調節人工表面等離激元輻射條帶的鋸齒形溝槽段的開槽深度，實現調控人工表面等離激元輻射條帶的色散曲線，從而實現調節天線的工作頻率和帶寬：在鋸齒形溝槽段的開槽深度加深時，該天線的工作頻率降低，帶寬變窄；在鋸齒形溝槽段的開槽深度減小時，該天線的工作頻率增高，帶寬變寬。

9.如權利要求1-5任一項所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：通過調節人工表面等離激元輻射條帶的長度，實現調節天線的電長度，從而調節天線波束寬度和增益特性：在人工表面等離激元輻射條帶的長度加長時，該天線的波束寬度變窄，增益提高；在人工表面等離激元輻射條帶的長度變短時，該天線波束寬度變寬，增益降低。

10.如權利要求1-5任一項所述的人工表面等離激元寬帶毫米波端射天線，其特征在于：通過調節人工表面等離激元輻射條帶的寬度，實現調節天線波束寬度：在人工表面等離激元輻射條帶的寬度加大時，該天線波束寬度變寬；在人工表面等離激元輻射條帶的寬度變窄，該天線波束寬度變窄。