[发明专利]一种基于介质集成波导的双频天线

权利要求书

1.一种基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述双频天线由两个半圆形的HMSIW腔谐振器组成，每个半圆形的腔谐振器采用金属通孔实现，通孔半径和通孔之间的间隙用于缩小腔体以及来自于腔体的泄露，天线顶部以蚀刻工艺设置开口金属槽区隔半圆形HMSIW腔为两个不同的QMSIW腔，所述每一个QMSIW腔均包括矩形开路的短截线，其被连接到QMSIW腔谐振器的强场区，还包括连接短截线的变容二极管和偏置电路，每一变容二极管均由一个偏置电路馈电，变容二极管作为频率调谐元件与短截线连接。

2.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述每一个QMSIW腔均由一个50Ω的微带线激励。

3.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述偏置电路至少包括一个电感元件和一个电阻元件。

4.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器等效于RLC电路，该等效电路模型的输入阻抗采用公式（1）及公示（2）计算得出：

Z_in =jωL_eq (1−ω²L_stubC_v )/1−ω²C_v (L_eq+L_stub ) (1)

ω₀=1/(C_v (L_eq + L_stub ))^1/2 (2)

其中，Z_in是输入阻抗，j是虚数，ω是角频率，ω₀是谐振频率，L_eq是QMSIW腔谐振器的电感，L_stub是负载短截线的电感，C_v是变容二极管的电容。

5.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器的谐振频率在模式1~模式3的三种模式的随着短截线的长度变化而反比例变化，随着短截线的宽度正比例变化。

6.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器的谐振频率与电容值成反比例变化。

7.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器的谐振频率在模式1和模式3时与腔半径成反比关系，谐振频率在模式2时与与腔半径成正比关系，具体的变化关系如公式（3）所示：

(f_res) ₀₁=2.404c/2πR_cav()^1/2 (3)

其中f_res是模式1的谐振频率，2.404是模式1的贝塞尔函数值，R _cav是圆形SIW腔的腔半径，是衬底的相对介电常数。

8.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器具有品质因子，所述品质因子与插入馈电长度和宽度的变化成反比变化。

9.根据权利要求1所述的基于介质集成波导的双频天线，其特征在于，所述QMSIW 腔谐振器具有品质因子，所述品质因子与短截线长度和变容二极管的电容成正比变化，所述QMSIW腔谐振器的品质因子使用公式（4）计算：

Q_ex =f₀/f _±90（4）

其中，Q_ex是外部品质因子，f₀是从群延迟图的峰值获得的中心频率，f_±90是S11相位上中心频率f₀的±90◦带宽。