[发明专利]一种基于耦合线左右手复合传输线的频扫天线阵列

说明书

技术领域

本发明属于微波技术领域，涉及一种频扫天线阵列，尤其是基于耦合线左右手复合传输线的低泄露、低旁瓣频扫天线阵列。

背景技术

左手材料(Left-Hand Material)，也被称为双负媒质或者负折射率物质，是一类在一定的频段下同时具有负的介电常数和负的磁导率的材料。左手材料的思想最早由前苏联人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)，电磁波在左手材料中传播时，电场、磁场和波矢量满足左手螺旋关系，同时相速度与能流方向相反。左手材料的特殊性质使得一些常规的物理规律在其中表现出反常特性，如逆Doppler效应、逆snell效应、逆Vavilov-Cerenkov效应等。但迄今为止，自然界中从未发现过ε和μ同时为负的物质，即左手材料在自然界中并不存在。2000年UCSD大学的Smith等人基于金属棒(ROD)和开口谐振环(SRR)的阵列结构制成世界上第一块人工左手材料(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)，并用实验证实了负折射现象的存在，从而促使左手材料成为物理学和电磁学领域的研究热点。2002年，一种利用传输线(Transmission Line，TL)理论制造左手材料的思想被提出。C.Caloz和T.Itoh利用微波元件(交指型电容和螺旋型电感)制成了人工的左手传输线(CalozC.，Itoh T.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)，这种结构具有较低的插入损耗和较宽的带宽，易于与其它微波电路结合使用。

随着左手材料研究的发展，有多种结构的左右手复合传输线结构被提出。2009年，Amr M.E.Safwat提出了一种基于微带耦合线的左右手复合传输线(A.M.E.Safwat，Microstrip coupled line composite right/left handed unit cell.IEEE Micro.Wireless Compon.Lett.vol.19.no.7，2009，7：434-436)，这种传输线相比较常规的交指电容和短微带线电感左右手传输线结构，具有更宽的频率范围，能够提供更多的相位超前，损耗更小，结构简单易于实现。