[发明专利]出射角可定制的固定波束漏波天线

说明书

本发明公开了一种出射角可定制的固定波束漏波天线，包括：间隙脊波导均匀漏波天线(1)、三角形金属棱镜(2)以及透射型相位梯度表面结构(3)；间隙脊波导均匀漏波天线(1)的漏波面与三角形金属棱镜(2)的入射面连接；三角形金属棱镜(2)的出射面与透射型相位梯度表面结构(3)的入射面的正中间一排横向单元相连接；间隙脊波导均匀漏波天线(1)包括第一金属板和第二金属板、第一金属脊(11)和第二金属脊(12)、一排连接上下金属板的第一周期金属柱(13)和一排高度渐变的漏波金属柱(14)；所述三角形金属棱镜(2)包括尺寸相同的第三金属板和第四金属板、第二周期金属柱(21)和第三周期金属柱(22)。

技术领域

本发明涉及新型天线技术领域，尤其涉及一种出射角可定制的固定波束漏波天线。

背景技术

漏波天线作为一种新型天线，具有许多传统谐振式天线所不具备或难以实现的特性，如行波模式、辐射角频扫、高阻抗带宽、高增益、结构简单等。在过去的几十年中，漏波天线受到了广泛的关注和研究。漏波天线的波束频扫特性对应频域-空域信号的转换，可应用于频谱分析、雷达传感器、全息成像等。周期调制漏波天线以及基于左右手传输线的漏波天线的提出，克服了传统均匀行波天线只能在天线前端辐射的限制，实现了辐射波束全空域的频率扫描。但对于定波束的应用场景，如点对点通信、大带宽信号传输、SAR雷达等，漏波天线的频扫特性成为了其进一步推广应用的限制条件，可见漏波天线的应用存在局限性。

发明内容

针对以上问题，本发明提出一种出射角可定制的固定波束漏波天线。

为实现本发明的目的，提供一种出射角可定制的固定波束漏波天线，包括：间隙脊波导均匀漏波天线、三角形金属棱镜以及透射型相位梯度表面结构；所述间隙脊波导均匀漏波天线的漏波面与三角形金属棱镜的入射面连接；所述三角形金属棱镜的出射面与透射型相位梯度表面结构的入射面的正中间一排横向单元相连接；

所述间隙脊波导均匀漏波天线包括尺寸相同的第一金属板和第二金属板、上下对称的第一金属脊和第二金属脊、一排连接上下金属板的第一周期金属柱和一排高度渐变的漏波金属柱；所述第一周期金属柱的一端接触所述第一金属板，所述第一周期金属柱的另一端接触所述第二金属板，所述第一周期金属柱和所述漏波金属柱均排列在同一块金属板上，且所述第一周期金属柱和所述漏波金属柱分别位于金属脊的两侧，所述第一周期金属柱的排列方向、所述漏波金属柱的排列方向、所述第一金属脊的设置方向和第二金属脊的设置方向相同；

所述三角形金属棱镜包括尺寸相同的第三金属板和第四金属板、第二周期金属柱和第三周期金属柱；所述第三金属板和所述第四金属板均呈三角形，所述第二周期金属柱覆盖在所述第三金属板的内侧，所述第三周期金属柱覆盖在所述第四金属板的内侧，所述第二周期金属柱和所述第三周期金属柱之间满足二维滑动对称性；

所述透射型相位梯度表面结构包括印刷在介质基板上的第一层周期金属结构单元、第二层周期金属结构单元和第三层周期金属结构单元；所述第一层周期金属结构单元、第二层周期金属结构单元和第三层周期金属结构单元分别具有相同的介质材料，且呈等间距排列，各层周期金属结构单元的单元尺寸沿着水平方向呈周期变化，沿着竖直方向保持不变，相邻周期金属结构单元之间的满足沿同一个旋转方向转动设定角度的对称性。

在其中一个实施例中，所述漏波金属柱一侧接触所述金属棱镜的入射面；所述第一金属板和所述第三金属板连为一体，所述第二金属板和所述第四金属板连为一体。

在其中一个实施例中，所述漏波金属柱的高度呈周期渐变。

在其中一个实施例中，所述第一金属脊和第二金属脊为尺寸相同的矩形金属条。

在其中一个实施例中，所述第二周期金属柱和所述第三周期金属柱具有相同的尺寸和排列规则。

在其中一个实施例中，所述间隙脊波导均匀漏波天线和所述三角形金属棱镜均为硬性导电金属材质。