[实用新型]一种基于复合左右手传输线的高增益波束扫描天线

说明书

本实用新型公开了一种基于复合左右手传输线的高增益波束扫描天线，所述天线由周期性漏波天线和人工电磁结构两部分组成；其中，周期性漏波天线由辐射贴片、通孔、地、同轴馈电部分以及Rogers5880基板组成，人工电磁结构由环形贴片阵列和FR4基板组成，该周期漏波天线在4‑6Ghz内的S11均小于‑10dB,最大增益达到12.47dBi，扫描范围可达‑60～+60，通过在周期漏波天线上加载人工电磁结构，在不改变扫描范围的情况下将其增益提高了2dB左右。在雷达系统中具有很好的应用价值。

技术领域

本实用新型属于天线技术领域，具体涉及一种基于复合左右手传输线的高增益波束扫描天线，基于CRLH-TL(复合左右手材料传输线)单元结构和加载人工电磁结构形成高增益、宽波束扫描范围的波束扫描天线。

背景技术

漏波天线(LWAs)以其低轮廓、窄波束、简单馈线和固有的波束扫描能力而越来越受欢迎。周期结构的漏波天线能够辐射高次空间谐波的电磁功率并且具有一系列优点如低损耗、灵活的辐射的特征等，然而，由于开口阻带的限制，在不造成明显增益损失的情况下，实现LWA的侧向辐射是一个挑战，目前，采用人工电磁结构的研究很多，基本上是将其加载在天线辐射片上方以实现对辐射波瓣的聚束作用，从而提高天线主辐射方向的增益，然而此类天线往往破坏了天线的低剖面特性，同时得到的天线带宽也比较窄，从而影响其性能，有必要去研究一种方案来解决此种缺陷。

实用新型内容

鉴于上述提出的缺陷，本实用新型的目的在于提出一种宽频带、高增益、宽波束扫描范围的漏波天线设计思想，通过复合左右手传输线单元结构来实现天线的宽波束扫描范围、宽频带，通过加载人工电磁结构，实现其增益进一步的增高。

为了解决现有技术存在的技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种基于复合左右手传输线的高增益波束扫描天线，其特征在于，该天线包括周期性漏波天线和人工电磁结构两部分，周期性漏波天线包括Rogers 5880基板(1)以及分别设置在该基板(1)两面的第一线路层和第二线路层，所述第一线路层至少设置辐射贴片(2)和微带渐变馈电贴片，所述第二线路层至少设置地(5)，辐射贴片(2)和地(5)由通孔(3)连接；人工电磁结构包括FR4基板(7)以及设置在该基板上面的金属圆环阵列(8)。其中，

该波束扫描天线还设置同轴馈线(6)，所述同轴馈线(6)用于对周期性漏波天线进行馈电；

所述辐射贴片(12通过通孔(3)与地(5)进行相接，所述微带渐变馈电贴片与辐射贴片相接，所述辐射贴片(2)、地(5)和通孔(3)形成复合左右手传输线单元；

所述复合左右手传输线单元中，所述辐射贴片(2)产生串联左手电容 C_L与串联右手电感L_R，通孔(3)电感效应作为并联左手电感L_L，辐射贴片(2)和地(5)之间产生耦合电容作为并联右手电容C_R。

作为进一步的改进方案，所述周期性漏波天线由十个复合左右手传输线单元组成。

作为进一步的改进方案，所述复合左右手传输线单元由辐射贴片、地和通孔组成，其中通孔个数为5个，为梅花状。

作为进一步的改进方案，所述人工电磁结构由FR4基板以及设置在该基板上面的金属圆环阵列组成，其中金属圆环个数为108个。

作为进一步的改进方案，所述复合左右手传输线结构达到平衡时，

作为进一步的改进方案，所述同轴馈线(6)的阻抗值为50欧姆。

作为进一步的改进方案，所述同轴馈线(6)的外部使用绝缘体进行绝缘，其底部采用镀头进行封闭。

作为进一步的改进方案，所述周期性漏波天线部分采用Rogers 5880基板，人工电磁结构部分采用FR4基板。