專利名稱：一種基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的頻掃天線陣列的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于微波技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種頻掃天線陣列，尤其是基于耦合線左右手復(fù) 合傳輸線的低泄露、低旁瓣頻掃天線陣列。
背景技術(shù)：
左手材料(Left-Hand Material)，也被稱為雙負(fù)媒質(zhì)或者負(fù)折射率物質(zhì)，是一類 在一定的頻段下同時(shí)具有負(fù)的介電常數(shù)和負(fù)的磁導(dǎo)率的材料。左手材料的思想最早由前 蘇聯(lián)人 V. G. Veselago 提出(V. G. Veselago, Theelectrodynamics of substances with simultaneously negative value of ε and μ . Soviet Physics，1968，10 (4) :509-514)， 電磁波在左手材料中傳播時(shí)，電場(chǎng)、磁場(chǎng)和波矢量滿足左手螺旋關(guān)系，同時(shí)相速度與能流 方向相反。左手材料的特殊性質(zhì)使得一些常規(guī)的物理規(guī)律在其中表現(xiàn)出反常特性，如逆 Doppler效應(yīng)、逆snell效應(yīng)、逆Vavilov-Cerenkov效應(yīng)等。但迄今為止，自然界中從未 發(fā)現(xiàn)過ε和μ同時(shí)為負(fù)的物質(zhì)，即左手材料在自然界中并不存在。2000年UCSD大學(xué)的 Smith等人基于金屬棒(ROD)和開口諧振環(huán)(SRR)的陣列結(jié)構(gòu)制成世界上第一塊人工左手 材料(Smith D R, Willie J P, Vier D C, et al. CompositeMedium with Simultaneously Negative Permeability and Permittivity. Phys. Rev. Lett. , 2000,84 :4184-4187),并 用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了負(fù)折射現(xiàn)象的存在，從而促使左手材料成為物理學(xué)和電磁學(xué)領(lǐng)域的研究熱 點(diǎn)。2002年，一種利用傳輸線CTransmission Line, TL)理論制造左手材料的思想被提 出。C. Caloz和T. Itoh利用微波元件(交指型電容和螺旋型電感)制成了人工的左手傳輸 線(CalozC. , Itoh Τ. Application of the transmission line theory of left-handed materials tothe realization of a microstrip LH transmission line.IEEE-ASP Int Symp Dig，2002，2 :412-415)，這種結(jié)構(gòu)具有較低的插入損耗和較寬的帶寬，易于與其它微 波電路結(jié)合使用。隨著左手材料研究的發(fā)展，有多種結(jié)構(gòu)的左右手復(fù)合傳輸線結(jié)構(gòu)被提出。2009 年，Amr M.E. MfVat提出了一種基于微帶耦合線的左右手復(fù)合傳輸線(Α. Μ. E. MfVat， Microstrip coupled line composite right/left handed unit cell.IEEE Micro. Wireless Compon. Lett. vol. 19. no. 7,2009,7 :4；34_436)，這種傳輸線相比較常規(guī)的交指電 容和短微帶線電感左右手傳輸線結(jié)構(gòu)，具有更寬的頻率范圍，能夠提供更多的相位超前，損 耗更小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易于實(shí)現(xiàn)。相控陣?yán)走_(dá)是雷達(dá)技術(shù)發(fā)展一個(gè)極為重要的方向，而頻掃天線技術(shù)是相控 陣?yán)走_(dá)技術(shù)最為關(guān)鍵的部分之一。具有波束掃描能力的微帶天線陣列主要有兩種類 型，一類是利用漏波單元進(jìn)行頻率掃描，漏波天線掃描角度受到限制，不能進(jìn)行大角 度的掃描(I. J. Bahl and K. C. GuPta. Frequency scanning byleaky-wave antennas using artificial dielectrics.IEEE Trans. Antennas andPropagat，vol.23，1975， 7 :PP. 584-589.)；第二類是利用慢波線來進(jìn)行掃描，但是微帶線損耗較大，很大的影響了 天線的 i曾益(B. R. Vishvakarma andR. P. Sharma. A New Series Parallel Microstrip
3Array Antenna Provides BeamScanning. The 3rd Asia-Pacific Microwave Conference Proceedings, 1990 :177-180)。據(jù)美國(guó)UCLA的Itoh教授等已有的研究證明，利用左 右手復(fù)合傳輸線代替慢波線實(shí)現(xiàn)串行功分器具有帶寬寬、體積小、插入損耗小的優(yōu)點(diǎn) (Antoniades M A and Eleftheriades G V. A Broadband Series Power DividerUsing Zero-Degree Metamaterial Phase-Shifting Lines[J]. IEEE Microwave andWireless)。 但是常規(guī)的利用交指電容結(jié)構(gòu)的左右手復(fù)合傳輸線，交指電容的電容值很難做大，限制 了這種傳輸線在低頻部分的使用(Caloz C. Sanada A. Itoh T. Microwave application of transmission—line based negative refractiveindex structures. Proc of Asia-Pacific Microwave Conf. Piscatway, IEEE, 2003, 3 :1708-1713)。而且利用交指電容 和短微帶線電感的左右手傳輸線結(jié)構(gòu)作為天線陣饋電網(wǎng)絡(luò)會(huì)有較大的漏波輻射，降低了天 線陣的增益。本專利基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的原理提出一種新型的頻掃天線陣列，此天 線陣列相比傳統(tǒng)的漏波天線陣以及慢波結(jié)構(gòu)頻掃陣列具有體積小，角度掃描范圍大的優(yōu) 點(diǎn)。與利用交指電容和短微帶線電感的左右手傳輸線結(jié)構(gòu)作為天線陣饋電網(wǎng)絡(luò)相比，大大 降低了饋電網(wǎng)絡(luò)的漏波輻射，增大天線陣的增益，改善低頻性能擴(kuò)展帶寬。本專利提出的頻 掃天線陣列，各個(gè)單元天線采用非均勻饋電，與均勻陣列相比大幅降低了天線陣的旁瓣電 平。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的技術(shù)目的為了解決傳統(tǒng)的慢波結(jié)構(gòu)頻掃天線陣列體積大、插入損耗大、 掃描角度小的問題；也為了解決利用交指電容構(gòu)成左右手傳輸線結(jié)構(gòu)作為天線陣的饋電網(wǎng) 絡(luò)漏波輻射大、低頻特性差的問題；并提高天線陣的增益、降低旁瓣電平，本發(fā)明提供一種 新型的基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的頻掃天線陣列。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的八單元天線頻掃天 線陣列，包括一個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)與八個(gè)單元天線。饋電網(wǎng)絡(luò)與單元天線通過SMA接頭連接在一 起，并保持饋電網(wǎng)絡(luò)與單元天線所在平面垂直。饋電網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)覆銅箔的微波介質(zhì)基板，通過刻蝕銅箔在該微波介質(zhì)基板上表 面形成元件，并且通過金屬化過孔壁形成短路元件，以及接地板。其中所述的微波介質(zhì)基板為厚度為1. 5mm的高頻低損耗介質(zhì)板，介電常數(shù)為2. 65。所述上表面元件由8段左右手復(fù)合傳輸線、9個(gè)λ /4阻抗變換器、8個(gè)單短截線匹 配枝節(jié)以及一段微帶線組成。其中8段左右手復(fù)合傳輸線結(jié)構(gòu)相同。左右手復(fù)合傳輸線采 用周期排列的耦合線和微帶線相連的結(jié)構(gòu)，周期排列的耦合線數(shù)為7。在單短截線末端采用 金屬化過孔與介質(zhì)基板下表面連接，介質(zhì)基板下表面為完整接地板。介質(zhì)基板上表面元件與下表面接地板均為覆銅，覆銅厚度0. 035mm。單元天線為微帶饋電的準(zhǔn)八木天線，包括一個(gè)覆銅箔的微波介質(zhì)基板和通過刻蝕 在該微波介質(zhì)基板上下表面形成的元件。八個(gè)單元天線結(jié)構(gòu)相同。所述的微波介質(zhì)基板為厚度為1. 5mm的高頻低損耗介質(zhì)板，介電常數(shù)為2. 65。所述的微波介質(zhì)基板上表面為半波偶極天線右臂以及兩根引向器，下表面為半波 偶極天線的左臂和接地板。介質(zhì)基板上下表面均為覆銅，厚度為0. 035mm。
本發(fā)明的有益效果與現(xiàn)有發(fā)明相比較，本發(fā)明設(shè)計(jì)了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、帶寬更大、 掃描角度更大，低泄露、高增益、低旁瓣的頻掃天線陣列。饋電網(wǎng)絡(luò)中采用耦合線左右手復(fù) 合傳輸線，克服了傳統(tǒng)慢波結(jié)構(gòu)體積大、插入損耗大的缺點(diǎn)。左右手復(fù)合傳輸線提供非線性 的相位變化，增大了工作頻帶內(nèi)相位的變化率，增大了天線陣的掃描范圍。耦合線左右手復(fù) 合傳輸線相比較交指電容結(jié)構(gòu)的左右手復(fù)合傳輸線漏波輻射更小，增大了天線陣的增益。 饋電網(wǎng)絡(luò)輸出端口采用單短截線進(jìn)行匹配，克服了高功率配比時(shí)λ/4阻抗變換器線寬太 窄難以制造的缺點(diǎn)。饋電網(wǎng)絡(luò)各端口采用非等幅輸出，與等幅輸出的饋電方式相比，大大降 低了天線陣的旁瓣電平。單元天線采用微帶饋電的準(zhǔn)八木天線，將半波偶極天線的兩臂分 別印制在介質(zhì)基板上下表面可以省去巴倫結(jié)構(gòu)，減小天線的體積。在偶極天線前端加上引 向器可以提高天線的增益、改善天線的方向性并擴(kuò)展天線的工作帶寬。


圖1為本發(fā)明基于耦合線復(fù)合左右手傳輸線的頻掃天線陣列示意圖。圖2為本發(fā)明頻掃天線陣列中饋電網(wǎng)絡(luò)俯視示意圖。圖3為本發(fā)明頻掃天線陣列中饋電網(wǎng)絡(luò)俯視示意圖。圖4為本發(fā)明頻掃天線陣列中饋電網(wǎng)絡(luò)第四節(jié)俯視示意圖。圖5為本發(fā)明頻掃天線陣列中饋電網(wǎng)絡(luò)采用的耦合線左右手復(fù)合傳輸線俯視示 意圖。圖6為本發(fā)明頻掃天線陣列中單元天線俯視示意圖。圖7為為本發(fā)明頻掃天線陣列中單元天線下表面示意圖。圖8為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)中耦合線左右手復(fù)合傳輸線的回波損耗特性曲線示意圖。圖9為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)中耦合線左右手復(fù)合傳輸線的相位特性曲線示意圖。圖10為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)回波損耗特性曲線示意圖。圖11為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)輸出端口幅度特性曲線示意圖。圖12為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)輸出端口相位差示意圖。圖13為本發(fā)明單元天線回波損耗特性曲線示意圖。圖14為本發(fā)明單元天線方向圖。圖15為本發(fā)明頻掃天線陣列回波損耗特性曲線示意圖。圖16為本發(fā)明頻掃天線陣列方向圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明本實(shí)施例以本發(fā)明技術(shù)方案為前提 下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述 的實(shí)施例。本發(fā)明的實(shí)施例是一種頻掃天線陣列，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7所示， 本實(shí)施列包括一個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)1，八個(gè)單元天線2 9，一個(gè)匹配負(fù)載10。其中，饋電網(wǎng)絡(luò)包括一個(gè)輸入端口 P10，九個(gè)輸出端口 Pl Ρ9，介質(zhì)基板S，匹配網(wǎng) 絡(luò)，耦合線左右手復(fù)合傳輸線和接地板。接地板印制在介質(zhì)基板的下表面并覆蓋整個(gè)介質(zhì) 基板；匹配網(wǎng)絡(luò)和左右手復(fù)合傳輸線印制在介質(zhì)基板的上表面，通過八個(gè)金屬化過孔Hl H8與接地板相連。匹配網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如下處于厚1. 5mm，介電常數(shù)為2. 65的介質(zhì)基板表面，包括九個(gè) λ/4阻抗變換器、八個(gè)單短截線匹配結(jié)構(gòu)以及一段微帶線(92)。九個(gè)λ/4阻抗變換器分 別為，第一 λ /4阻抗變換器(11)，第二 λ /4阻抗變換器(21)，第三λ /4阻抗變換器(31)， 第四λ /4阻抗變換器(41)，第五λ /4阻抗變換器(51)，第六λ /4阻抗變換器(61)，第七 λ /4阻抗變換器(71)，第八λ /4阻抗變換器(81)，第九λ /4阻抗變換器(91)。八個(gè)單短 截線匹配結(jié)構(gòu)分別為，第一匹配枝節(jié)(13)，第二匹配枝節(jié)(23)，第三匹配枝節(jié)(33)，第四匹 配枝節(jié)(43)，第五匹配枝節(jié)(53)，第六匹配枝節(jié)(63)，第七匹配枝節(jié)(73)，第八匹配枝節(jié) (83)。此處，九個(gè)λ/4阻抗變換器和八個(gè)單短截線匹配結(jié)構(gòu)的尺寸各不相同。對(duì)于N路輸 出的串行功分器，可以認(rèn)為是N個(gè)T型結(jié)功分器的級(jí)聯(lián)聯(lián)。對(duì)于單節(jié)T型結(jié)功分器，滿足如 下關(guān)系Z0 = rLj IrL2其中，Z0為輸入傳輸線的特征阻抗，Z1和、分別為輸出傳輸線的特征阻抗。如果 兩個(gè)輸出端口的功率配比為P1 P2，則Z1和 滿足Z1 Z2 = P2 P10按照以上理論，根據(jù)各級(jí)輸出端口的功率配比就能計(jì)算出λ/4阻抗變換器和單 短截線匹配結(jié)構(gòu)的尺寸。對(duì)于λ/4阻抗變換器，尺寸為長(zhǎng)度和線寬。對(duì)于單短截線匹配結(jié) 構(gòu)，如圖4所示，尺寸為線寬、輸出結(jié)點(diǎn)到短截線所在位置的距離d和短截線的長(zhǎng)度1。由于 各單短截線匹配結(jié)構(gòu)的縱向長(zhǎng)度不一致，為了保證各輸出端口處于同一直線，在各個(gè)單短 截線匹配結(jié)構(gòu)縱向連接上不同長(zhǎng)度的微帶線，以彌補(bǔ)各個(gè)匹配枝節(jié)之間的長(zhǎng)度差。本實(shí)施列設(shè)計(jì)復(fù)合左右手傳輸線的輸入阻抗以及各個(gè)輸出端口的特征阻抗均 為50 Ω，根據(jù)λ/4阻抗變換器的理論可以得到第一 λ/4阻抗變換器(11)的寬為4mm。 本實(shí)施例饋電網(wǎng)絡(luò)的九個(gè)輸出端口功率為非均勻分配，滿足切比雪夫分布，功率配比為 1 2. 3 4. 9 7. 6 8. 7 7. 6 4. 9 2. 3 1。則第一級(jí)T型結(jié)功分器的功率配 比為1 39. 3，由此可以得到功分結(jié)點(diǎn)橫向端口和縱向端口的特征阻抗。根據(jù)λ/4阻抗 變換器的理論可以得到第二 λ/4阻抗變換器的寬為4mm;根據(jù)單短截線匹配理論可 以得到第一匹配枝節(jié)(13)到功分結(jié)點(diǎn)距離為33. 7mm，短截線長(zhǎng)為4mm。同理可得第二級(jí)T 型結(jié)功分器的功率配比為2. 3 37，第三λ/4阻抗變換器(31)的寬為3. 9mm;第二匹配枝 節(jié)03)到功分結(jié)點(diǎn)距離為32. 3mm，短截線長(zhǎng)為6. 5mm。第三級(jí)T型結(jié)功分器的功率配比為 4.9 32. 1，第四λ/4阻抗變換器的寬為3. 6mm;第三匹配枝節(jié)(33)到功分結(jié)點(diǎn)距離 為30. 2mm，短截線長(zhǎng)為9. 3mm。第四級(jí)T型結(jié)功分器的功率配比為7. 6 24.5，第五λ/4 阻抗變換器(51)的寬為3. 3mm ；第四匹配枝節(jié)03)到功分結(jié)點(diǎn)距離為27. 7mm，短截線長(zhǎng)為 14.3mm。第五級(jí)T型結(jié)功分器的功率配比為8. 7 15. 8，第六λ/4阻抗變換器(61)的寬 為2. 8mm ；第五匹配枝節(jié)(53)到功分結(jié)點(diǎn)距離為25. 7mm，短截線長(zhǎng)為18. 7mm。第六級(jí)T型 結(jié)功分器的功率配比為7.6 8.2，第七λ/4阻抗變換器(71)的寬為2. 3mm;第六匹配枝 節(jié)(63)到功分結(jié)點(diǎn)距離為24mm，短截線長(zhǎng)為23. 3mm。第七級(jí)T型結(jié)功分器的功率配比為 4.9 3. 3，第八λ /4阻抗變換器(81)的寬為1. 8mm ；第七匹配枝節(jié)(73)到功分結(jié)點(diǎn)距離 為22. 9mm，短截線長(zhǎng)為27. 3mm。第八級(jí)T型結(jié)功分器的功率配比為2. 3 1，第九λ/4阻 抗變換器(91)的寬為1.4mm;第八匹配枝節(jié)(83)到功分結(jié)點(diǎn)距離為22. 1mm，短截線長(zhǎng)為 30. 6mmο
λ /4阻抗變換器的長(zhǎng)為工作頻率對(duì)應(yīng)介質(zhì)中的波長(zhǎng)，即40. 6mm。微帶線92寬為 4mm，長(zhǎng)40. 6mm，特征阻抗50歐姆，用于連接第九λ/4阻抗變換器(91)和第九輸出端口 (Ρ9)。各匹配枝節(jié)短截線末端采用直徑為3mm的金屬化過孔與介質(zhì)板下表面的接地板相連。耦合線左右手復(fù)合傳輸線結(jié)構(gòu)如下整個(gè)饋電網(wǎng)絡(luò)各級(jí)之間分別有一節(jié)耦合線左 右手復(fù)合傳輸線，各個(gè)耦合線左右手復(fù)合傳輸線的結(jié)構(gòu)相同，共有八節(jié)耦合線左右手復(fù)合 傳輸線(12、22、32、42、52、62、72、82)。耦合線左右手復(fù)合傳輸線位于厚1. 5mm，介電常數(shù)為 2. 65的介質(zhì)基板上表面，如圖5所示。耦合線左右手復(fù)合傳輸線由七段周期排列的耦合線 (CL)和一段微帶線(TL)組成。其中七段耦合線(CL)完全相同并為縱向?qū)ΨQ的結(jié)構(gòu)，尺寸 如圖7，L為觀.5mm，W為2mm，D為5mm ；耦合線縫隙寬0. 4mm,長(zhǎng)60mm，處于耦合線中心。耦 合線橫向連接端寬度為4mm，并在周期結(jié)構(gòu)后與微帶線(TL)相連。微帶線(TL)寬4mm，長(zhǎng) 56. 4mm，特征阻抗為50 Ω。本實(shí)施列中的單元天線為微帶饋電型準(zhǔn)八木天線，共有八個(gè)(2、3、4、5、6、7、8、9)。 各個(gè)單元天線完全相同，其結(jié)構(gòu)如下單元天線印制在厚1. 5mm，介電常數(shù)為2. 65的介質(zhì)基 板上下表面，如圖6、圖7所示。半波偶極天線的右臂(Al)、兩根引向器(D1、D2)和微帶饋線 (FL)印制在介質(zhì)基板上表面；半波偶極天線的左臂(A2)、接地板(GND)和微帶饋線(FL2) 印制在介質(zhì)基板的下表面。微帶饋線FL長(zhǎng)46mm，寬4mm ；半波偶極天線右臂Al長(zhǎng)50mm，寬 5mm ；引向器Dl長(zhǎng)50_，寬5mm ；引向器D2長(zhǎng)30_，寬5_。引向器D1、D2和半波偶極天線 右臂Al之間縱向間距均為3mm，并且兩根引向器為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)。半波偶極天線的左臂A2 長(zhǎng)50mm，寬5mm ；微帶饋線FL2長(zhǎng)31mm，寬4mm ；接地板縱向長(zhǎng)15mm并在橫向覆蓋整個(gè)介質(zhì) 基板。圖8為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)中耦合線左右手復(fù)合傳輸線的回波損耗特性曲線示意圖， 由圖可知該左右手復(fù)合傳輸線有很寬的工作頻帶，并且在低頻的損耗也很小，在0. 5GHz 2. 79GHz頻率范圍內(nèi)回波損耗均小于-10dB。圖9為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)中耦合線左右手復(fù)合 傳輸線的相位特性曲線示意圖，由圖可知在其工作頻帶內(nèi)有相位超前的特性，并且有很大 的相位變化率。在1. 25GHz 1. 4GHz頻率范圍內(nèi)相位變化范圍為129° -29. 8°。圖10為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)回波損耗特性曲線示意圖，由圖可知饋電網(wǎng)絡(luò)工作頻帶 為1.2GHz 1.5GHz，此頻帶范圍內(nèi)回波損耗小于-10dB。圖11為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)輸出端 口幅度特性曲線示意圖，由圖可知，在1. 22GHz 1. 4GHz頻率范圍內(nèi)各輸出端口幅度保持 平穩(wěn)且基本滿足切比雪夫分布的功率配比。圖12為本發(fā)明饋電網(wǎng)絡(luò)輸出端口相位差示意 圖，由圖可知在1.25GHz 1.4GHz頻帶范圍內(nèi)，各端口相位差約為120° -40°。根據(jù)天 線陣掃描原理，當(dāng)單元天線間距為d，相位差為Δ^，空氣中波長(zhǎng)為λ時(shí)，天線陣掃描角度θ 兩足
權(quán)利要求
1.一種基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的頻掃天線陣列，其特征在于天線陣列包含饋 電網(wǎng)絡(luò)與單元天線兩部分，單元天線平面與饋電網(wǎng)絡(luò)平面相互垂直，單元天線非均勻饋電 并以直線排布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻掃天線陣列，其特征在于所述饋電網(wǎng)絡(luò)為串行結(jié)構(gòu)，包含左 右手復(fù)合傳輸線、λ /4阻抗變換器以及單短截線。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述頻掃天線陣列，其特征在于所述饋電網(wǎng)絡(luò)的輸出端口數(shù)為 Ν+1，其中N為天線單元天線數(shù)，其中前N個(gè)輸出端口連接單元天線，最后一個(gè)輸出端口接匹 配負(fù)載以改善端口的輸出相位。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述頻掃天線陣列，其特征在于所述饋電網(wǎng)絡(luò)中λ/4阻抗變換器 和單短截線成對(duì)出現(xiàn)，λ/4阻抗變換器位于上一輸出結(jié)點(diǎn)與本級(jí)左右手復(fù)合傳輸線之間， 實(shí)現(xiàn)阻抗變換并減小反射；與λ/4阻抗變換器對(duì)應(yīng)的單短截線位于本級(jí)輸出結(jié)點(diǎn)與輸出 端口之間，實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述頻掃天線陣列，其特征在于單元天線間距為0.55 λ 0,即 饋電網(wǎng)絡(luò)中一段λ/4阻抗變換器與左右手復(fù)合傳輸線長(zhǎng)度之和為0.55 λ ^，其中λ0為工 作頻率對(duì)應(yīng)空氣中的波長(zhǎng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述饋電網(wǎng)絡(luò)，其特征在于所述的左右手復(fù)合傳輸線由周期結(jié)構(gòu) 的耦合線和微帶線組成。耦合線的長(zhǎng)度以及間距固定，連接端等寬，并在周期結(jié)構(gòu)后與等寬 的微帶線相連；所述微帶線主要用于調(diào)節(jié)單元天線間距和單元天線之間相位差。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述頻掃天線陣列，其特征在于所述單元天線為微帶饋電型準(zhǔn)八 木天線，單元天線由半波偶極天線和兩根引向器組成，其中半波偶極天線的兩臂分別印制 在介質(zhì)板上下表面，兩根引向器與半波偶極天線的右臂在同一介質(zhì)板表面。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種基于耦合線左右手復(fù)合傳輸線的頻掃天線陣列，屬于微波技術(shù)領(lǐng)域。該天線陣列由饋電網(wǎng)絡(luò)和單元天線兩部分組成。其中饋電網(wǎng)絡(luò)包含左右手復(fù)合傳輸線和匹配網(wǎng)絡(luò)，均由介質(zhì)覆銅板制成；在介質(zhì)板上表面的金屬層上制作耦合線、λ/4阻抗變換器以及單短截線，通過金屬化過孔與介質(zhì)板下表面接地板相連接。單元天線為微帶饋電型準(zhǔn)八木天線，由介質(zhì)覆銅板制成，包含一個(gè)半波偶極天線和兩根引向器。本發(fā)明通過耦合線實(shí)現(xiàn)了左右手復(fù)合傳輸線結(jié)構(gòu)，可以大幅降低饋電網(wǎng)絡(luò)的漏波輻射并增大天線陣列的掃描范圍。通過匹配網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)對(duì)單元天線的非均勻饋電，使得天線陣列具有高增益，低旁瓣的特點(diǎn)。
文檔編號(hào)H01Q19/30GK102117972SQ20101060065
公開日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2010年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月22日
發(fā)明者張安學(xué), 徐卓, 李晨, 李波, 蔣延生 申請(qǐng)人:西安交通大學(xué)