[发明专利]一种高增益宽角度双频段扫描天线

说明书

技术领域

本发明属于一种天线，具体涉及一种高增益宽角度双频段扫描天线。

背景技术

在微波和毫米波频段，无线通信和雷达探测得到了广泛的应用。现有的成熟商业应用中，智能天线拥有主波束可控的优势，但是其结构复杂，造价昂贵，限制了大规模的应用。而漏波天线，通过改变频率就能改变主波束方向，同时天线结构简单，可以取代现有相控阵智能天线。基于SIW(基片集成波导)的缝隙天线，能实现90范围的波束扫描，并能实现天线的辐射方式为端射。当频率大于端射频率时，天线内部电磁波处于慢波状态，限制了天线的带宽。本发明的设计方式对此进行改进，当频率大于端射频率时，通过微带线和基片集成缝隙的周期性交替实现对相速度的调制，从而改善天线的带宽，实现宽带频率扫描功能。相位常数β在一定频率的范围内会处于区间(0,k₀)内。当频率升高时，β>k₀，此时天线不再辐射，而是处于慢波状态。通过微带线连接，对慢波状态进行周期性调制。从而实现跳频功能。

频率扫描天线具有波束随着频率的变化而改变的特性。漏波天线的馈电结构简单，低轮廓，制造成本低廉的优势。平面漏波天线可应用于多波束扫描领域如人体追踪雷达，汽车雷达，实时频谱分析。双频段扫描漏波天线，具有两个频段的扫描能力，当一个频段受到干扰时，可以工作另外一个频段。因此具有跳频工作的能力。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提出了一种高增益宽角度频率扫描天线。

本发明是一种高增益宽角度双频段扫描天线，由上下表面涂有金属贴片的介质基片及微带线交替连接构成，介质基片沿天线的长度方向上两侧开有等间距等半径的金属化通孔；金属化通孔贯穿上、下两层金属贴片；介质基片的上层金属贴片开有缝隙。缝隙的辐射为线极化辐射。缝隙的长度方向与天线的长度方向垂直；一块介质基片和一段微带线构成一个单元，每个单元的长度d等于天线端射时频率点f₀对应的波长；金属化通孔的间距为波长的1/20；缝隙的长度为波长的1/5,缝隙的宽度为波长的1/50,缝隙的间距为波长的1/10；f₀为两个端射频率中较小的一个端射频率；

单元个数大于等于六个；

该天线在频率点f₀,f₁均处于端射状态。当频率小于f₀，天线的辐射角此时当频率大于f₀，此时β＞k₀；天线内电磁波处于慢波状态，但是|β_-1|＜k₀，天线处于辐射状态(第二频段)。当频率等于f₁，|β_-1|＝k₀，天线处于端射状态；

f₀为第一端射频率，f₁为第二端射频率，f₀小于f₁；β为相位常数，k₀为传播常数。

本发明的有益效果：

本发明不仅具有传统频扫漏波天线在频率改变时，波束的方向发生变化但保持增益基本不变的优点。同时具有基片集成波导频扫漏波天线端射的优点。除了上述优点以外，而且在第二个工作频段还具有频率扫描的功能，同时在第二个频点天线可以实现端点辐射。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明是一种高增益宽角度双频段扫描天线，由上下表面涂有金属贴片的介质基片1及微带线2交替连接构成，介质基片沿天线的长度方向上两侧开有等间距等半径的金属化通孔3；金属化通孔贯穿上、下两层金属贴片；介质基片的上层金属贴片开有缝隙4。缝隙的辐射为线极化辐射。缝隙的长度方向与天线的长度方向垂直；一块介质基片和一段微带线构成一个单元，每个单元的长度d等于天线端射时频率点f₀对应的波长；金属化通孔的间距为波长的1/20；缝隙的长度为波长的1/5,缝隙的宽度为波长的1/50,缝隙的间距为波长的1/10。

所述的单元个数为六个；