[实用新型]基于平衡左右手传输线的双频微带天线阵

说明书

技术领域

本实用新型属于天线系统技术领域，涉及一种基于平衡左右手传输线的双频微带天线阵。

背景技术

天线是发射和接收电磁波的设备，处于微波无线通信和探测系统的最前端，其性能对整个系统具有非常重要的影响。随着科学技术的飞速发展，现代社会对信息的需求量越来越大，这直接推动了通信系统向宽带化发展。一方面，随着电子技术的发展和宽带通信设备的出现，宽带天线以及天线的宽频技术也在不断地发展。另一方面，为扩大系统容量或实现多模通信，实际的通信系统往往工作在两个或多个频点上，在不便安装两副或多副天线的情况下，双/ 多频天线就应运而生了。

所谓双/多频天线是指在两个或两个以上不同的频段各项性能均能满足系统要求的天线，具体指标包括：驻波比、增益、方向图和效率等。实际上，大部分宽带天线与多频天线本质上没有太大区别，当天线的多个谐振频率发生融合时就被认为是宽带天线；反之，各谐振频率相距较远时，就构成了双/多频天线。相对于宽带天线，使用双/多频天线的优点之一是在一定程度上能够抑制通带间其他频率的干扰。

双频天线单元的增益一般较低，在对天线增益要求较高时，就需要采用双频天线阵列。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题，提供一种基于平衡左右手传输线的双频微带天线阵，基于交指缝隙和接地过孔结构，提出了新型左右手传输线结构，其左手通带和右手通带均单独可调，且在平衡条件下具有带通滤波特性，本实用新型根据这一特性设计双频微带天线阵。

其具体技术方案为：

一种基于平衡左右手传输线的双频微带天线阵，包括4元微带天线子阵和左右手双工器，所述的左右手双工器由两个左右手带通滤波器与匹配电路连接而成。两个左右手带通滤波器为6GHz带通滤波器和10GHz带通滤波器。

所述左右手带通滤波器采用相对介电常数为2.65厚度为0.5mm的聚四氟乙烯玻璃布板， 50Ω微带线的宽度w为1.37mm，各缝隙宽度为：w₁＝w₂＝w₃＝w₄＝w₅＝0.2mm，过孔半径 r＝0.5mm，6GHz带通滤波器相互位置关系和具体结构参数为：两交指缝隙的间距d＝3.8mm；单元的高度l₁＝5mm；d₁＝1.85mm；U型槽的底部长度l₂＝3.8mm；U型槽的侧边长度d₂＝0.6mm；矩形缝隙的长度l₃＝2.8mm；矩形缝隙的宽度d₃＝2.1mm；交指长度d₄＝1.45mm；U型槽距中心的距离x＝1.3mm；接地过孔距中心的距离y＝2.2mm。10GHz带通滤波器的相互位置关系和具体结构参数为：两交指缝隙的间距d＝2.6mm；单元的高度l₁＝3.4mm；d₁＝1.25mm；U型槽的底部长度l₂＝2.3mm；U型槽的侧边长度d₂＝0.6mm；矩形缝隙的长l₃＝1.4mm；矩形缝隙的宽度d₃＝1.4mm；交指长度d₄＝1.05mm；U型槽距中心的距离x＝0.9mm；接地过孔距中心的距离y＝1mm。

进一步，6GHz滤波器的交指个数为13，10GHz滤波器的交指个数为9。

进一步，所述的左右手双工器中，1端口与2端口之间的微带线长度为15.75mm，1端口与3端口之间的微带线长度为14.45mm。

进一步，左右手带通滤波器采用平衡左右手传输线结构，所述平衡左右手传输线结构包括金属导体和腐蚀部分，两侧是50Ω微带线，交指缝隙等效为串联电容，提供负磁导率效应；半径为r的金属接地过孔等效为并联电感，提供负介电常数效应。