增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线制造技术

本发明专利技术公开了一种增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，包括介质板、金属传输线、金属地板和多个金属双短截线组，金属双短截线组包括相互平行的第一金属短截线和第二金属短截线，各金属双短截线组周期性地分布在金属传输线两侧。本发明专利技术具有良好的阻抗匹配性能，容易根据使用需要设计合理的金属短截线长度和宽度，从而容易获得所需要的阻抗特性，增加了双短截线可进行阻抗匹配的范围，能够实现天线主波束的前后向扫描这一基本性能，通过使用周期结构阻抗匹配，能够将开路阻带的影响降低到可以忽略不计，解决了边射方向的增益衰减问题，使天线在宽频率范围内保持增益平稳，增加了工作频带。本发明专利技术应用于无线通信技术领域。

【技术实现步骤摘要】
增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线
本专利技术涉及无线通信
，尤其是一种增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线。
技术介绍
微带漏波天线剖面低、易于制造且具有频率扫描功能。但是现有的微带漏波天线仅能实现前向扫描，波束扫描范围较小，现有技术中为了实现前后向扫描，所使用的漏波天线结构主波束在边射方向扫描时容易发生“开路阻带”(OpenStopband)现象，即波束扫描至边射方向时通常会发生增益的衰减，增益在工作频带内突变起伏，导致方向图退化。
技术实现思路
针对上述至少一个技术问题，本专利技术的目的在于提供一种增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，包括：介质板；所述介质板包括第一表面和第二表面；金属传输线；所述金属传输线设置在所述介质板的第一表面；多个金属双短截线组；所述金属双短截线组包括相互平行的第一金属短截线和第二金属短截线，各所述金属双短截线组均设置在所述介质板的第一表面，各所述金属双短截线组周期性地分布在所述金属传输线两侧，各所述金属双短截线组中的所述第一金属短截线和所述第二金属短截线均与所述金属传输线连接，位于所述金属传输线同一侧的相邻两个所述金属双短截线组之间的距离，大于同一金属双短截线组中的所述第一金属短截线与所述第二金属短截线之间的距离；金属地板；所述金属地板设置在所述介质板的第二表面。进一步地，所述介质板包括空气介质或固体介质。进一步地，增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线还包括：第一馈电接头；所述第一馈电接头与所述金属传输线的一端连接，所述第一馈电接头用于接收馈入信号；第二馈电接头；所述第二馈电接头与所述金属传输线的另一端连接，所述第二馈电接头用于连接到负载。进一步地，所述负载为50Ω的纯电阻负载。进一步地，各所述第一金属短截线和各所述第二金属短截线均与所述金属传输线垂直。进一步地，各所述金属双短截线组在所述金属传输线一侧的分布与在所述金属传输线另一侧的分布之间存在相位差。进一步地，所述相位差为180度。进一步地，同一所述金属双短截线组中的所述第一金属短截线与所述第二金属短截线之间的距离等于工作波长的四分之一。本专利技术的有益效果是：实施例中的增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线能够实现天线主波束的前后向扫描这一基本性能，通过使用周期结构阻抗匹配，能够将开路阻带的影响降低到可以忽略不计，解决了边射方向的增益衰减问题，使天线在宽频率范围内保持增益平稳，增加了工作频带。实施例中的增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线中，金属双短截线组中的一根金属短截线能够吸收另一根金属短截线引起的反射波，因此具有良好的阻抗匹配性能，天线整体的阻抗特性主要由金属双短截线组中第一金属短截线和第二金属短截线的长度和宽度确定，因此容易根据使用需要设计合理的金属短截线长度和宽度，从而容易获得所需要的阻抗特性，增加了双短截线可进行阻抗匹配的范围。附图说明图1、图3和图4为实施例中增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线的结构图；图2为实施例中金属双短截线组的结构图；图5为作为一种对比例的天线的结构图；图6为图5中的天线的等效电路图；图7为图2中的金属双短截线组的等效电路图；图8是图1所示天线和图5所示天线的导纳对比示意图；图9是图1所示天线和图5所示天线的反射系数对比示意图；图10是图5所示天线的边射扫描附近的E面方向图(有衰减)；图11是图1所示天线的边射扫描附近的E面方向图(无衰减)；图12是图1所示天线的E面方向图(前后向扫描)；图13是图1所示天线和图5所示天线的传播常数曲线对比示意图；图14是图1所示天线和图5所示天线的s11系数对比示意图；图15是图1所示天线的阻抗曲线图。具体实施方式本实施例中，增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线如图1所示，其包括介质板、金属传输线、金属地板和多个金属双短截线组。其中介质板可以视为是一个长方体，其内包括空气介质或固体介质，介质板的其中一个表面积较大的表面为第一表面，与第一表面相对的表面为第二表面。参照图1，金属传输线设置在介质板的第一表面，金属传输线两侧周期性地分布设置多个金属双短截线组。每个金属双短截线组的结构如图2所示，其包括相互平行的第一金属短截线和第二金属短截线，第一金属短截线和第二金属短截线均与金属传输线连接，各第一金属短截线和各第二金属短截线均与金属传输线垂直。参照图1，位于金属传输线同一侧的相邻两个金属双短截线组之间的距离，大于同一金属双短截线组中的第一金属短截线与第二金属短截线之间的距离。参照图3，金属地板设置在介质板的第二表面。本实施例中，金属传输线、金属双短截线组和金属地板是通过印刷电路工艺或者微带工艺在介质板上制作出来的。参照图1和图4，天线还包括第一馈电接头和第二馈电接头，第一馈电接头与金属传输线的一端连接，第二馈电接头与金属传输线的另一端连接。当使用天线时，将第一馈电接头连接到信号源，第一馈电接头接收高频的馈入信号；将第二馈电接头连接到50Ω的纯电阻负载，可以减小传输线终端反射。参照图1，各金属双短截线组在金属传输线一侧的分布与在金属传输线另一侧的分布之间存在相位差，即位于金属传输线一侧的各金属双短截线组，与位于金属传输线另一侧的各金属双短截线组之间存在错位。具体地，相位差为180度，即对于金属传输线上的某一处位置，其一侧有金属双短截线组，而另一侧没有金属双短截线组。本实施例中，同一金属双短截线组中的第一金属短截线与第二金属短截线之间的距离，等于天线的工作波长λ的四分之一，即同一金属双短截线组中的第一金属短截线与第二金属短截线之间的距离为本实施例中的增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线的工作原理，可以根据图5所示的天线的工作原理进行说明。图5所示的天线等效于图6所示的电路，其中d为图5所示天线中相邻两根短截线之间的传输线的长度，d1、d2为短截线的长度，Y1为第一根短截线的导纳，Y2为第二根短截线的导纳，B1为第一根短截线的电纳，B2为第二根短截线的电纳，YL是负载导纳，并且YL可以表示为YL＝GL+jBL，Y1可以表示为Y1＝GL+j(BL+B1)。经过长度为d的传输线的转换，恰好落在第二个短截线的右方，导纳为：式中，t＝tanβd，在该点，Y2的实部必须等于Y0，从而得出公式：当d被固定时第一根短截线的电纳为：第二根短截线的电纳为：则对应开路短截线长度为：由式可得短截线之间的距离d存在一定限制。当d为一定长度时，会产生负载导纳被禁用的区域，在这个区域内无论如何调节双短截线的长度，都无法达到匹配的效果，这个区域被称为匹配盲区。当短截线间距接近0或时，匹配网络对频率很灵敏，所以实际应用时通常只能将两个短截线的间距d选为或也就是说，对于图5所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，其特征在于，包括：/n介质板；所述介质板包括第一表面和第二表面；/n金属传输线；所述金属传输线设置在所述介质板的第一表面；/n金属地板；所述金属地板设置在所述介质板的第二表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，其特征在于，包括：
介质板；所述介质板包括第一表面和第二表面；
金属传输线；所述金属传输线设置在所述介质板的第一表面；
金属地板；所述金属地板设置在所述介质板的第二表面。


2.根据权利要求1所述的增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，其特征在于，所述介质板包括空气介质或固体介质。


3.根据权利要求1所述的增益均衡的周期性双短截线结构微带漏波天线，其特征在于，还包括：
第一馈电接头；所述第一馈电接头与所述金属传输线的一端连接，所述第一馈电接头用于接收馈入信号；
第二馈电接头；所述第二馈电接头与所述金属传输线的另一端连接，所述第二馈电接头用于连接到负载。


4.根据权利要求3所述的增益均衡的周期性双短截线...

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