新型频率固定相控波束扫描微带漏波天线的研究.pdfVIP

第 l9 卷 第 6 期 2004 年 l2 月 电 波 科 学 学 报 CHINESE JOURNAL OF RADIO SCIENCE Vol. l9，No. 6 December，2004 文章编号 l005-0388（2004）06-0735-04 新型频率固定相控波束 扫描微带漏波天线的研究 ! 李元新l 龙云亮l 钟期洪2 （l. 中山大学电子与通信工程系，lipbzn@ tom. com，广东 广州 5l0275； 2. 广东省电信有限公司科学技术研究院，广东 广州 5l0030） 摘 要 提出了一种新型带移相器多端口馈电微带漏波天线，实现了频率固定下的 相控微带漏波天线双向主波束扫描。通过控制微带漏波天线中部馈电端口移相器， 成功实现了工作频率固定下微带漏波天线主波束扫描，并使用电子开关实现微带漏 波天线主波束双向扫描。当工作频率为 7Ghz 时，在微带漏波天线法线右侧，主波束 扫描范围约为 4l ~ 63 ；在微带漏波天线法线左侧，主波束扫描范围约为 ll7 ~ l38 。 关键词 微带漏波天线，频率固定，波束扫描 中图分类号 TN820. l + 5 文献标识码 A Novel freguency-fixed beam-scanning microstrip leaky-wave antenna with phase-shifter LI Yuan-xin 1 LONG Yun-liang 1 ZHONG Oi-hong 2 （l. Dept of Electronics Communication Engineering，Sun Yat Sen Uniuersity， lipbzn@ tom. com，Guangzhou Guangdong 5l0275，China；2. Academy of Science Techology， Guangdong Telecom co. ltd，Guanzhou Guangdong 5l0030，China） Abstract A novel freguency-fixed beam-scanning microstrip leaky-wave antenna with phase-shifter has been described in this paper. Through a new feeding construction with phase-shifter，the main lobe of the pattern of the microstrip leaky-wave antenna can scan at a fixed freguency. When the working freguency is 7Ghz，the main lobe may scan from 4l to 63 or ll7 to l38 . Key words microstrip leaky-wave antenna，freguency-fixed，beam-scanning 1 引 言 l979 年，Mensel 第一次提出可以应用微带天线 的高阶模辐射特性制作天线。微带漏波天线在汽车 防撞，飞行器定位等方面都得到了广泛的应用。最 近几年，作为一种新型智能天线，微带漏波天线开始 在通信领域受到重视。相对于传统智能天线，微带 漏波天线具有低剖面，重量轻，电控波束扫描等优 点。 微带漏波天线辐射特性可以用漏波传输常数 I z ! z z 来说明，其中 ! z 为漏波相位常数， z 为漏 波衰减常数。当 ! z 满足 ! z I 0 时，微带漏波天线工 作于第一高阶模，能量以空间波的形式向外辐射。 天线辐射主波束方向随着工作频率的增大向端射方 向偏移。由 sin # ! z I 0 决定，具有电控频扫特性。微 带漏波天线频扫特性在于当工作频率改变的时候， 微带天线的电长度也随之改变，从而使微带漏波天 ! 收稿日期：2003 09 26 线上各点相位发生变化，形成的主波束发生偏转。 但是，对于个人通信系统而言，一般工作于固定频率 或者一个很窄的频带，无法利用微带漏波天线的频 扫特性。 文献［l］，［2］提出了如何在微带漏波天线上实 现双波束扫描，由文献［2］可知，微带漏波天线可通 过在微带漏波天线上多端口馈电实现微带漏波天线 主波束为双波束形式。而在文献［3］、［4］和［5］中 指出了使用阵列天线原理，把微带漏波天线准 E 平 面上的扇形波束调整为窄波束，并实现此波束的扫 描，在文献［5］中此波束扫描角可以达到 23 。但以 上研究都立足于微带漏波天线固有的频扫特性基础 上，通过改变工作频率实