[发明专利]低剖面超宽带对数周期天线单元

权利要求书

1.一种低剖面超宽带对数周期天线单元，包括：N个平行排列连接在一对双线传输线即集合线上,馈源接在最短振子一端,相邻两振子交叉馈电并印刷在介质基板(3)上的平面偶极子(1)和支撑在所述介质基板(3)中心线上的射频同轴电缆(5)，其特征在于：超宽带印刷对数周期平面偶极子(1)的振子臂分别交错印刷在集合线轴对称中心线上的两侧，射频同轴电缆(5)的外导体(5-2)通过介质基板(3)宽边集合线终端最长振子端处配置的贴片电阻(6)实现阻抗匹配，通过平行阵列在介质基板(3)中心线上间隔排列的介质结构固定件(4)贯通介质基板(3)最短振子端处的窄边，通过两根支架固联在介质基板(3)窄边上的渐变折射率透镜(2)加载调整对数周期天线的驻波特性，聚焦高频波束，实现只对高频波束汇聚的俯仰面波束；馈电后，电磁能量由馈线点沿集合线传输，依次对介质基板(3)激励区各振子激励，把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介中传播的电磁波或者进行相反的变换，在水平方向图上表现为360°均匀辐射。

2.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：介质基板(3)形状为矩形与梯形连接而成，梯形上底窄边宽度为0.050λ_L～0.060λ_L，下底宽边宽度为0.30λ_L～0.40λ_L，介质厚度为0.004λ_L～0.006λ_L，λ_L为最低频对应的波长。

3.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：渐变折射率透镜(2)采用最内层到最外层介电常数依次变小的三层介质层，通过介质打孔和等效媒质理论，分配每一层不同的占空比，实现同一种介质三层不同的介电常数。

4.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：渐变折射率透镜(2)的外观为规则圆柱，其内部折射率连续变化。

5.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：为了减少透镜和空气之间的反射，在渐变折射率透镜(2)两边分别制作了阻抗匹配层。

6.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：在介质基板(3)的窄边端面设有馈电射频接插件(5-3)，其内导体接于印刷在介质基板(3)的上表面集合线，外导体通过矩形块连接体固联在印刷在介质基板(3)的窄边端面上，实现对数周期天线馈电。

7.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：平面偶极子(1)的结构参数和等效介电常数由以下公式得到：

比例因子τ，

间隔因子σ，

结构角α，

等效介电常数

等效波长

其中，Ln为第N个振子的长度，h为介质基板厚度，w为平面偶极子的宽度。

8.如权利要求7所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：根据工作频带的最低和最高频率确定最长振子L_max和最短振子L_min的长度，结合比例因子τ、间隔因子σ、结构角α确定对数周期天线单元的几何结构，通过结构参数和等效介电常数计算公式，给定比例因子τ、间隔因子σ、结构角α中的任意两个参数求得对数周期天线的初始模型参数，然后代入电磁仿真软件和MATLAB，对每个参数进行GA优化，得到最优解，通过介质基板(3)宽边处配置贴片电阻，实现阻抗匹配，获得稳定的方向图和15:1的超宽带。

9.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：所述的双线传输线是由两条平行间隔分开的覆铜体构成的。

10.如权利要求1所述的低剖面超宽带对数周期天线单元，其特征在于：射频同轴电缆(5)的内导体(5-1)穿过外导体(5-2)悬空支撑在介质基板(3)的中心线上，外导体(5-2)焊接在介质基板(3)的下表面平面集合线，一直到超出宽边末端，为射频同轴的接插件(5-3)。