一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，包括微带漏波天线和周期性短路钉，所述微带漏波天线包括由上往下依次设置的贴片层、介质层和金属接地板，所述短路钉由上往下穿过所述介质层设置并呈周期性分布，所述金属接地板上开设有地板开槽且所述地板开槽呈周期性分布。本发明专利技术通过加载两侧周期性短路钉，实现了天线主波束的前后向扫描并增加其扫频范围；同时在地板上周期性开槽，为天线在下部空间提供新的扫描角度，使其波束扫描范围进一步增大。

A leaky wave antenna with two side periodic short-circuit pin and slotted floor

【技术实现步骤摘要】
一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线
本专利技术涉及无线电
，尤其涉及一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线。
技术介绍
由于固有的频率扫描特性，漏波天线在现代通信应用中备受青睐。微带漏波天线更是因为天线剖面低、馈电结构简单和易于制作吸引了大量的关注。然而周期性漏波天线一般面向天线的上部空间设计，所以只能进行上部空间扫描；而且由于受到开放阻带(OpenStop-Band，OSB)的影响，周期性漏波天线通常在法线方向不具备波束，使其波束扫描范围受限，无法在需要较大波束扫描范围的通信场景中使用；另外实现天线主波束在上部空间前后向扫描的方法主要有天线阵列、移相器控制、CRLH结构等，这些实现方式的天线结构较为复杂，制作难度大。
技术实现思路
本专利技术为解决现有周期性漏波天线的主波束扫描角度范围小、在法线方向没有明显波束等问题，提供了一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线。为实现以上专利技术目的，而采用的技术手段是：一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，包括微带漏波天线和周期性短路钉，所述微带漏波天线包括由上往下依次设置的贴片层、介质层和金属接地板，所述短路钉由上往下穿过所述介质层设置并呈周期性分布，所述金属接地板上开设有地板开槽且所述地板开槽呈周期性分布。上述方案中，通过加载周期性短路钉，实现了天线主波束的前后向扫描并增加其扫频范围；同时在地板上周期性开槽，为天线在下部空间提供新的扫描角度，使其波束扫描范围进一步增大。优选的，所述贴片层包括有金属贴片、馈电线、馈电接头，所述金属贴片紧贴所述介质层的一侧设置，所述金属接地板紧贴所述介质层的另一侧设置，所述馈电线紧贴所述金属贴片设置，所述馈电接头的中心馈电针与所述馈电线连接，所述馈电接头的外导体与金属接地板连接。优选的，所述短路钉按周期交错排列在所述金属贴片的两侧边上。优选的，位于所述金属贴片同一侧边上的两个相邻短路钉之间的距离相同，并且除位于排列在所述金属贴片两端的短路钉，所述金属贴片其中一侧边上的任一短路钉位于所述金属贴片另一侧边上与其最邻近的两个短路钉的对称轴上。在本优选方案中，通过在金属贴片两侧加载周期性短路钉，实现了天线主波束的前后向扫描，增加其扫频范围。优选的，所述地板开槽沿着所述金属贴片周期交错分布。优选的，所述介质层为固体介质或空气介质。优选的，金属贴片、馈电线、金属地板、地板开槽为平面结构优选的，所述短路钉的半径、同一侧边上的两个相邻短路钉之间的距离及短路钉的数量根据天线波束扫描角度范围及阻抗匹配要求确定。优选的，所述地板开槽的尺寸、地板开槽分布的周期和地板开槽数量根据天线波束扫描角度范围及阻抗匹配要求确定。与现有技术相比，本专利技术技术方案的有益效果是：本专利技术通过在金属贴片两侧加载周期性短路钉，实现了天线主波束的前后向扫描，增加其扫频范围；同时在地板上周期性开槽，为天线在下部空间提供新的扫描角度，使其波束扫描范围进一步增大；通过改变天线的结构参数，抑制OSB现象从而实现天线主波束从后向到前向的无缝扫描。本专利技术结构简单，易于实现，解决现有周期性漏波天线的主波束扫描角度范围小、在法线方向没有明显波束的问题，满足需要较大波束扫描范围的通信场景的使用需求。附图说明图1为实施例1的正面示意图；图2为实施例1的背面示意图；图3是实施例1的侧面示意图；图4是实施例1的整体结构示意图；图5是实施例1的天线实测S11曲线图；图6是实施例1的天线实测辐射方向图；图7是实施例1的天线实测和公式计算的相位常数图。具体实施方式附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。下面结合附图和实施例对本专利技术的技术方案做进一步的说明。实施例1如图1～3，本实施例1提供了一种地板开槽6的双侧周期性短路钉3微带漏波天线，包括微带漏波天线和周期性短路钉3，所述微带漏波天线包括由上往下依次设置的贴片层、介质层1和金属接地板5，所述贴片层包括有金属贴片2、馈电线4、馈电接头7；所述短路钉3由上往下穿过所述介质层1设置并呈周期性分布；所述金属接地板5上开设有地板开槽6且所述地板开槽6沿着金属贴片2周期交错分布；金属贴片2、馈电线4、金属地板、地板开槽6为平面结构，所述金属贴片2紧贴所述介质层1的一侧设置，所述金属接地板5紧贴所述介质层1的另一侧设置，所述馈电线4紧贴所述金属贴片2设置，所述馈电接头7的中心馈电针与所述馈电线4连接，所述馈电接头7的外导体与金属接地板5连接。所述短路钉3按周期交错排列在所述金属贴片2的两侧边上，位于所述金属贴片2同一侧边上的两个相邻短路钉3之间的距离相同，并且除去位于排列在所述金属贴片2两端的短路钉3，对于其余的短路钉3，所述金属贴片2其中一侧边上的任一短路钉3位于所述金属贴片2另一侧边与其最邻近的两个短路钉3的对称轴上。在本实施例1中，所述介质层1为固体介质；所述短路钉3的半径、同一侧边上的两个相邻短路钉3之间的距离及短路钉3的数量根据天线波束扫描角度范围及阻抗匹配要求确定；所述地板开槽6的尺寸、地板开槽6分布的周期和地板开槽6数量根据天线波束扫描角度范围及阻抗匹配要求确定。如图5所示为本实施例1提供的地板开槽6的双侧周期性短路钉3微带漏波天线的实测S11曲线图，图6为本实施例1提供的地板开槽6的双侧周期性短路钉3微带漏波天线工作与5.2GHz、5.5GHz、6.2GHz、6.9GHz、7.1GHz五频点处的辐射方向图，其中黑色平滑曲线表示f＝5.2GHz，由较为稀疏的点形成的曲线表示f＝5.5GHz，由较为密集的点形成的曲线表示f＝6.2GHz，由点线组合形成的曲线表示f＝6.9GHz，灰色平滑曲线表示f＝7.1GHz。可以看出本实施例1天线中的两侧短路钉3周期性结构实现了天线主波束的前后向扫描，同时在法线方向也存在明显扫描；金属接地板5的周期性开槽设置，使得天线的下部空间也存在明显扫描；即本实施例1提供的地板开槽6的双侧周期性短路钉3微带漏波天线实现了更大的波束扫描范围。如图7所示为本实施例1提供的地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线的计算和实测的相位常数图，图中的平滑线表示计算的相位常数，点状线表示的为实测相位常数。天线下部空间扫描的相位常数由上部空间的相位常数决定，并与上部空间的归一化相位常数相差λ/P。如图4所示，本实施例1提供的地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线的主波束角度θ由相位常数βz决定：其中βz为相位常数，k0为自由空间的波数。基于传统MLWA传播常数的计算方法和Floquet理论，得到双侧周期性短路钉微带漏波天线基本单元传播常数kzn：其中周期间距p＝d...

【技术保护点】
1.一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，其特征在于，包括微带漏波天线和周期性短路钉，所述微带漏波天线包括由上往下依次设置的贴片层、介质层和金属接地板，所述短路钉由上往下穿过所述介质层设置并呈周期性分布，所述金属接地板上开设有地板开槽且所述地板开槽呈周期性分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，其特征在于，包括微带漏波天线和周期性短路钉，所述微带漏波天线包括由上往下依次设置的贴片层、介质层和金属接地板，所述短路钉由上往下穿过所述介质层设置并呈周期性分布，所述金属接地板上开设有地板开槽且所述地板开槽呈周期性分布。


2.根据权利要求1所述的地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，其特征在于，所述贴片层包括有金属贴片、馈电线、馈电接头，所述金属贴片紧贴所述介质层的一侧设置，所述金属接地板紧贴所述介质层的另一侧设置，所述馈电线紧贴所述金属贴片设置，所述馈电接头的中心馈电针与所述馈电线连接，所述馈电接头的外导体与金属接地板连接。


3.根据权利要求2所述的地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，其特征在于，所述短路钉按周期交错排列在所述金属贴片的两侧边上。


4.根据权利要求3所述的地板开槽的双侧周期性短路钉微带漏波天线，其特征在于，位于所述金属贴片同一侧边上的两个相邻短路钉之间的距离相同，并且除位于排列在所述金属贴片两...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈雅欢，李元新，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：广东;44