一种超材料覆层双频相控阵列天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106099342A(43)申请公布日2016.11.09(21)申请号201610518812.4(22)申请日2016.07.04(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人李龙张天亮巫钊薛炜民张林(74)专利代理机构陕西电子工业专利中心61205代理人田文英王品华(51)Int.Cl.H01Q1/38(2006.01)H01Q1/50(2006.01)H01Q21/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种超材料覆层双频相控阵列天线(57)摘要本发明公开一种超材料覆层双频相控阵列天线，包括覆层结构及天线阵列，覆层结构由M×N个周期排列的矩形蘑菇型覆层组成，天线阵列由周期排列的缝隙耦合天线组成，缝隙耦合天线的个数与矩形蘑菇型覆层的个数相同，每个缝隙耦合天线位于每个矩形蘑菇型覆层的垂直方向下方。本发明解决了传统相控阵列天线在两个频段内无法同时实现较高的增益及不能实现大角度扫描的问题，天线可以实现多频段工作、低频对高频扫描补偿，使得扫描角度大大提升，在布阵方向上几乎没有扫描盲区，适用于多功能天线系统。CN106099342ACN106099342A权利要求书1/1页1.一种超材料覆层双频相控阵列天线，包括覆层结构(1)及天线阵列(2)；其特征在于，所述的覆层结构(1)由M×N个周期排列的矩形蘑菇型覆层(3)组成；所述的天线阵列(2)由周期排列的缝隙耦合天线(7)组成，缝隙耦合天线(7)的个数与矩形蘑菇型覆层(3)的个数相同，每个缝隙耦合天线(7)位于每个矩形蘑菇型覆层(3)的垂直方向下方；其中：所述的矩形蘑菇型覆层(3)包括矩形金属贴片(4)、金属化过孔(5)及上层介质基板(6)；所述的矩形金属贴片(4)有十二个，并以3×4的排布方式紧贴在上层介质基板(6)的上表面；所述的金属化过孔(5)有十二个，分别位于矩形金属贴片(4)每个的中心轴向处，金属化过孔(5)的上端连接在矩形金属贴片(4)的下表面的中心位置；所述的缝隙耦合天线(7)包括地板(8)、下层介质基板(9)及馈电线(10)；所述的地板(8)紧贴在下层介质基板(9)的上表面；所述的馈电线(10)紧贴在下层介质基板(9)的下表面。2.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述M×N个周期排列的矩形蘑菇型覆层(3)中的M表示覆层结构(1)的总行数，N表示覆层结构(1)的总列数，M、N的取值为整数，1≤M≤50，1≤N≤50。3.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的矩形金属贴片(4)的长度介于8mm-10mm之间，宽度介于7mm-9mm之间，排布方式中的每行相邻两个矩形金属贴片(4)的间距为0.5mm，排布方式中的每列相邻两个矩形金属贴片(4)的间距为1mm。4.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的金属化过孔(5)的直径介于0.4mm-1.2mm之间，其长度与上层介质基板(6)所选取的厚度相等。5.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的上层介质基板(6)采用FR4介质板，介电常数εr＝4.4,损耗tanδ＝0.01，厚度介于2.5mm-3.5mm之间。6.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的地板(8)的正中间蚀刻一个矩形缝隙，矩形缝隙的长介于15mm-25mm之间，宽介于1mm-2mm之间，该矩形缝隙与馈电线(10)垂直正交。7.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的下层介质基板(9)采用FR4介质板，介电常数εr＝4.4,损耗tanδ＝0.01，厚度介于0.6mm-1.8mm之间。8.根据权利要求1所述的一种超材料覆层双频相控阵列天线，其特征在于，所述的馈电线(10)采用共面波导馈电线。2CN106099342A说明书1/3页一种超材料覆层双频相控阵列天线技术领域[0001]本发明属于通信技术领域，更进一步涉及电磁场与微波技术领域的一种超材料覆层双频相控阵列天线。本发明可用于微波波段，天线可以实现多频段工作、低频对高频扫描补偿，扫描角度大大提升，在布阵方向上几乎没有扫描盲区，适用于多功能天线系统。背景技术[0002]多频带相控阵天线以其高增益、较好扫描特性的优点越来越多地应用于通信领域。伴随着科技创新进步，现代无线通信技术得以迅猛发展，无线通信系统不断的更新扩容，其对信道容量的需求日益增长，研发设计出覆盖多个通信标准的多频带天线成为必然趋势。无线局域网作为无线通信技术的重要组成部分，在生活和工作中发挥越来越大的作用，设计出满足无线局域网的双