本发明涉及天线技术领域，尤其是一种基于周期性曲折馈线结构的毫米波天线。
背景技术：
天线作为一种无线电波发射或接收的元件，是无线通信系统中必不可少的一部分，随着无线通信技术的发展，对天线的要求越来越高。目前在传统的波束调节技术中，设计的天线的整体尺寸较大，并且这类微带漏波天线只能实现天线主波束的前向扫描，其波束扫描角度范围是有限的，难以良好应用于毫米波天线中。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种基于周期性曲折馈线结构的毫米波天线，其整体尺寸小，成本低，便于生产加工，同时可扫描波及到毫米波段，实现天线主波束的前后扫描。
为了弥补现有技术的不足，本发明采用的技术方案是：
一种基于周期性曲折馈线结构的毫米波天线，包括天线本体，天线本体包括介质板、馈电接头、周期性连接的馈线模块和与介质板连接的金属板；馈线模块设置在介质板上，馈线模块包括金属传输线和金属短截线，金属短截线沿纵向等间隔排列设置在介质板上，金属传输线的两端分别与相邻的金属短截线的一端连接，金属传输线与金属短截线之间的角度为一锐角；馈电接头的中心馈电针连接到金属传输线，馈电接头的外导体与金属板相连接。
进一步，金属短截线的截面、金属传输线的截面、介质板和金属板均为平面结构。
进一步，馈线模块与介质板的一面紧密贴合，金属板与介质板的另一面紧密贴合。
进一步，介质板为矩形介质板。
进一步，天线本体工作于mmw频段。
进一步，介质板适用于固体介质或空气介质。
本发明的有益效果是：本发明提供了一种基于周期性曲折馈线结构的毫米波天线，与传统技术相比，其金属传输线与金属短截线之间的角度为一锐角，即金属传输线相对于金属短截线为曲折的，所以存在纵向电场分量，使得本天线的宽度和长度更小，即天线的整体尺寸小，适用于毫米波频段；由于本发明具有周期性连接的馈线模块，根据floquet定理，周期型结构会引入无穷次谐波分量，相应天线一般由负一次谐波向外辐射能量，相位常数相应的由负值变为正值，因此可以实现天线主波束的前后向扫描，而传统的微带漏波天线只能实现天线主波束的前向扫描，故本发明拥有更大的波束扫描范围。因此，本发明结构简单，整体尺寸小，便于生产加工，同时拥有更大的波束扫描范围，可以实现天线主波束的前后向扫描，完整适配于毫米波段。
附图说明
下面结合附图给出本发明较佳实施例，以详细说明本发明的实施方案。
图1是本发明的天线的结构示意图一；
图2是本发明的天线的结构示意图二；
图3是本发明的天线的具体参数示意图；
图4是本发明的天线在不同的工作频带下的输入反射系数的示意图。
具体实施方式
参照图1和图2，本发明的一种基于周期性曲折馈线结构的毫米波天线，包括天线本体，天线本体包括介质板3、馈电接头1、周期性连接的馈线模块2和与介质板3连接的金属板4，金属板4设置在介质板3的相对面上；馈线模块2设置在介质板3上，馈线模块2包括金属传输线22和金属短截线21，金属短截线21沿纵向等间隔排列设置在介质板3上，金属传输线22的两端分别与相邻的金属短截线21的一端连接，金属传输线22与金属短截线21之间的角度为一锐角；馈电接头1的中心馈电针连接到金属传输线22，馈电接头1的外导体与金属板4相连接，保证了本发明的毫米波天线的良好接电，从而能够进行正常无线通信。
具体地，与传统技术相比，其金属传输线22与金属短截线21之间的角度为一锐角，即金属传输线22相对于金属短截线21为曲折的，所以存在纵向电场分量，使得本天线的宽度和长度更小，即天线本体的整体尺寸小，适用于毫米波频段；由于本发明具有周期性连接的馈线模块2，根据floquet定理，周期型结构会引入无穷次谐波分量，相应天线一般由负一次谐波向外辐射能量，相位常数相应的由负值变为正值，因此可以实现天线主波束的前后向扫描，而传统的微带漏波天线只能实现天线主波束的前向扫描，故本发明拥有更大的波束扫描范围。因此，本发明结构简单，整体尺寸小，便于生产加工，同时拥有更大的波束扫描范围，可以实现天线主波束的前后向扫描，完整适配于毫米波段。
其中，金属短截线21的截面、金属传输线22的截面、介质板3和金属板4均为平面结构；这样设置能够节省材料，降低成本，安装起来较为方便。
其中，馈线模块2与介质板3的一面紧密贴合，金属板4与介质板3的另一面紧密贴合；这样设置保证了天线主体的结构稳定性，使得其在外部安装和运输等过程中也能保持良好的使用性能。
其中，介质板3为矩形介质板，具有空间大、外观优美等特点，因此能够很好地安装馈线模块2和金属板4。
其中，参照图3，l表示天线的总长度，由于与馈电接头1的接触，会有一段预留距离lo留出；毫米波天线的传播常数由金属短截线21的长度w、宽度l和与相邻金属短截线21之间的周期间距d以及介质板3的厚度w0和相对介电常数所确定。
具体地，传播常数包括相位常数和衰减常数，其中相位常数决定了天线的波束指向，即确定天线主波束角度：
基于传统mlwa传播常数的计算方法，可以得到本发明的中间常数kz：
公式3的δw是金属短截线21等效延伸长度的修正：
其中h是介质板3的厚度，w是金属短截线21的长度，εe是有效介电常数,
公式4的δt是修正量：
其中w是金属短截线21的长度，d是周期单元的长度，εr是相对介电常数，λ0是自由空间的波长。
根据floquet理论和上述公式，通过迭代演算，可以得到本发明的传播常数kzn：
其中周期间距p等于d。
其中，介质板3、金属短截线21和金属传输线22的尺寸、数量及形状由天线主体的性能及阻抗匹配要求所确定。在本实施例中，优选地，金属短截线21和金属传输线22的横截面呈矩面形状，占据空间小，通信能力好，配合平面状的介质板3，能够完美匹配天线的阻抗要求，保证了天线的优异性能；此三者的尺寸和数量越大，则天线主体的性能更优异，而金属短截线21和金属传输线22的具体设置需满足天线主体的阻抗匹配要求，即需考虑两者的混合阻抗。
其中，参照图4，本发明的天线工作于mmw频段，mmw频段位于高频段，在微波领域，s11即输入反射系数越小越好，最好小于0.1，即在－20db左右，从图4中可以看出本天线的均值大概落在这个值所在区域，因此本天线的带宽相对而言更加宽阔，可有效提升数据容量和数据收发速度。
其中，介质板3适用于固体介质或空气介质，可与不同条件下的介质相匹配，适用范围广，有效地保证了天线的良好通信性能。
以上内容对本发明的较佳实施例和基本原理作了详细论述，但本发明并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员应该了解在不违背本发明精神的前提下还会有各种等同变形和替换，这些等同变形和替换都落入要求保护的本发明范围内。