CN101359777A - 平面宽带行波波束扫描阵列天线 - Google Patents

Abstract

一种具有近似10:1带宽的平面宽带波束调向相控阵列天线，其主要由平行于导电接地平面设置的平面宽带行波天线单元组成，所述平面宽带行波天线单元间隔距离小于最高工作频率下的0.5倍波长且大于最低工作频率下的0.01倍波长。每个平面行波天线单元都是平面非频变天线或平面自补天线，并被截断以配合相控阵的单位小区。相邻的天线单元被排列为紧密地耦合在一起或相互连接，且中心间相距小于其工作频率范围内任意频率下的0.5倍波长。可添加一层或多层电介质或磁性电介质基板/覆板以增强特定的性能。

Description

平面宽带行波波束扫描阵列天线

技术领域

本发明一般涉及射频天线并且，更特别地涉及宽带平面波束扫描阵列天线。

发明背景

宽带平面阵列天线对于军事应用和商业应用来说已经变得越来越为重要。在不同的分离的频率下工作的无线系统的急剧增加和对高速的需要推动了对宽带的需求。由于低剖面的相关特征和与平台的共形性，平面形体尺寸是所希望的，并且通常对于阵列天线的运输和安装来说是必不可少的。平面形状还适合于低重量且低成本的制造方法，例如印刷电路板。

如图1中所示的，平面阵列天线由在阵列天线的平面(x-y面)上周期性设置的相同的且通常等距的单元天线(element antenna)组成。周期性是沿着两个一般倾斜的坐标，s₁和s₂，这允许将平面分成相似的单位小区(unit cell)，在图中显示了中心小区abcd。尽管图1的布局只显示了9个单位小区，但在这里含有无限多个小区的意思(注意，虽然真实的相控阵在大小上一定是有限的，但在理论中总是假定一个范围无限的阵列。无限平面阵列模型大大地简化了理论上的问题，并且此模型自从四十年前被引入以来，已被广泛接受。)

如在图2中阵列的剖面图所示，阵列单元由馈电和波束调向网络(feedand beam steering network)馈电以在阵列单元中产生所选择的幅度和相位分布，使得阵列单元在希望的方向上形成主波束。天线波束通过单元的移相器对单元的相位进行改变来被扫描或被控制方向；因此这种天线被称为相控阵。尽管这里的讨论是对于发射的情况，但根据互易性，讨论也可应用到接收的情况。

尽管在几十年前(Wheeler，1965)已经预想到宽带平面波束扫描阵列的可能性，但是宽带平面阵列的设计一直主要集中在使用3维(3-D)单元例如扩口式裂缝(flared slot)的阵列。3-D单元具有垂直于阵列的平面(沿z轴)的大维度，因此不适合于许多低成本的制造技术。结果，从20世纪90年代末起，研究工作致力于在平面阵列中开发使用2维(2-D)阵列单元，例如平面贴片(flat patch)、平偶极子(flat dipole)，以及裂缝。目前的发现显示，2维单元的平面阵具有宽带宽、宽角度扫描的可能，同时具有减少的厚度和重量。因为具有2维单元的平面波束扫描阵列适合于真正低成本的印刷电路板生产，人们已认识到它在商业市场和军用市场中潜在的应用。

Hansen(1999)指出使用平面偶极子的平面相控阵，在没有接地平面的情况下，在大范围的扫描角度和带宽(大于5∶1)下，展示出易匹配的有源阻抗和相当稳定的单元增益图。而电抗仍待被与频率匹配。此外，因为此阵列不具有接地平面，所以其具有双向辐射方向图(在阵列面的两侧)。所产生的双向辐射使此平面阵列不再适合于需要使天线安装与平台共形的应用。当Hansen添加接地平面到阵列的一侧以抑制其反向辐射时，他注意到了破坏性的影响。因此，添加接地平面以后，就像Wheeler的阵列一样，Hansen的阵列不再实用。

依据Hansen的报告，平面阵列方面的研究工作在不久后逐渐增加，基本上遵循下面两种方法：电流层天线(current sheet antenna)(CSA)和分片开孔(fragmented aperture)(FA)。

CSA方法被Munk和他的助手(Munk，2006；Munk和Pryor，2002；Munk等人，2003)采用，并且此方法涉及到几个美国专利(#6512487 B1，2003；#6771221 B2，2004；#6876336 B2，2005)。CSA基于作为阵列单元天线的平面偶极子的使用，具有相隔距离小于最高工作频率下的0.5倍波长的接地平面。他们的CSA声称得到了10∶1的带宽，但只公开了很少的数据来支持其它。此外，Lee和他的助手(J.J.Lee，2007)采用了裂缝式CSA，并声称得到了4∶1的带宽。

FA已由Friedrich和他的助手(Friedrich等人，2001；Pringle等人，2001)报导，并具有美国专利(6323809 B1，2001)。FA使用具有实时重配置的多层结构以实现一组辐射单元和在特定的目的工作频率下一般与其相隔1/4倍波长的接地导电平面。FA方法依靠设计最优化过程来产生最优的阵列设计。尽管声称获得了远大于10∶1的宽的工作带宽，但FA方法在公开的文献中支持数据不足。如在FA方法中所声称的借助重配置的可移动接地平面技术的可行性受到了Munk和Pryor(2002)绝对地怀疑。

的确，如Thors等人(2005)所提到的，在关于CSA和FA的文献中，设计准则和结果经常是不足的或不存在的。必须强调指出，尽管对于不具有支撑的接地平面的2-D单元的平面阵列的情况可容易地设计出极宽的带宽，但是设计具有接地平面的宽带平面阵列是困难的。这对FA方法的情况尤其正确，Thors等人使用FA方法只设法获得了2.23∶1的带宽。

本发明人注意到对公众公开的关于CSA和FA的理论和实验经常是间接和不完整的，并且还没有实现所声称的完善的宽带性能。发明人还注意到在某些CSA和FA的设计概念中的由固有的窄带组件组成的局限性和不足之处，所述固有的窄带组件的带宽难于借助重配置或最优化来加宽。发明人于是基于行波(TW)天线概念构想出了本发明，其很可能具有优于现有技术方法的性能。

发明概述

本发明是一种能够进行宽角度波束扫描的平面宽带相控阵列天线。其包括与导电接地平面平行设置的由平面宽带行波(TW)天线单元组成的阵列，所述导电接地平面与所述阵列间隔的距离小于最高工作频率下的0.5倍波长，而大于最低工作频率下的0.01倍波长。所述阵列优选为薄的阵列，并有时优选为柔性的并能够适应不是严格平坦的平面。导电接地平面保证平面阵列天线只辐射到阵列一侧的半球区域，且也是支持TW沿着阵列的平面传播的结构的一部分。

每个平面TW天线单元都是被截断以配合相控阵的单位小区的平面2-D非频变(FI)天线。如在文献中所讨论的(DuHamel和Scherer，1993；Mayes，1988；Y.Mushiake，2004)，平面FI天线可以是对数周期(LP)型、自补(SC)型、正弦波型，等。每个TW天线单元的馈电部分包括两对传输线以支持双正交极化或圆形极化。每个TW天线单元包括中间的馈电部分并在接地平面的法线方向辐射。

为避免栅瓣问题，希望在相邻的阵列单元的中心之间的间隔小于最高工作频率下的1/2倍波长。因此，超宽带宽的相控阵是一个密集的阵列。相邻的天线单元被排列成彼此强耦合或连接。

一层或多层电介质或磁性电介质基板可在平面TW天线单元和接地平面之间放置，或者作为覆板在TW天线单元上方放置，或者采用上述两种放置方式，用于提高特定的性能。

附图说明

参考下面的附图可以更好的理解本发明的许多方面。附图中的组件不一定是按比例制图的，重点反而是放在清楚地示出本发明的原理上。另外，在附图中，相似的参考数字在几幅视图中指明了相应的部分。

图1是周期性单元的平面阵的上视图；

图2是图1中周期性单元的平面阵的剖面图；

图3是2-D LP行波单元天线的平面阵的上视图；

图4是图3中围绕阵列中心单元的阵列的侧剖面图；

图5是图3中围绕其具有四个馈电点的中心单元的阵列的上视图；

图6是具有两个馈电点的中心单元LP TW天线的上视图；

图7A-7E是显示了五种类型的非频变单元的图；

图8A表示了图1的平面阵的由导体支持的等效磁流划分出的阵列上方的半空间；

图8B表示了图1的平面阵的由等效磁流划分出的阵列上方的半空间；

图9是在图1和图2的阵列的阵列单元馈电终端处的等效电路；以及

图10是具有电介质或磁性电介质覆板和基板层的平面阵的剖面图。

发明详述

物理结构

如在图1中的上视图和图2中的剖面图中所示的，平面阵列天线100与标记为123的轴z垂直。阵列天线100由相同且通常等距的行波(TW)单元天线构成的阵列组成，所述行波单元天线集体标记为200。阵列单元天线200是由导电接地平面120支持的薄的平面阵结构，且其由波束调向网络150馈电。例如中心单元250的单个阵列单元天线，被周期性地设置在垂直于z轴123的阵列天线的平面(x-y面)上。周期性是沿着两个一般倾斜的坐标，s₁和s₂，这允许将平面分成相似的单位小区，例如由平行四边形abcd标记的中心小区280。如图1中所显示的，每个单位小区，例如中心小区280，包含物理的单元天线，例如相应的中心单元250。当x＝s₁且y＝s₂时，单位小区形状变为正方形或矩形。

已为范围无限的平面阵逐渐形成了严格的理论，其易于利用Floquet模态的扩展来分析。在无限平面阵中，任何单元，或单位小区的辐射特性分别与中心单元250或中心小区280的辐射特性相似。实验中，阵列无疑是有限维的；而在阵列中的大部分单元没有靠近边缘，因此可认为处于无限范围的阵列环境中。关于有限阵列的分析和测量已经验证了此无限平面阵理论，其通过以改良的设计方法来处理平面阵的边缘附近的单元而进一步得到了补充。细节将在后面关于本发明的理论的部分进一步讨论。

集体标记为200的TW阵列单元，是在x-y平面中的相同的2-D结构，为达到支持阵列结构中的期望的TW主模并抑制TW的高模的目的，所述TW阵列单元与平行的导电接地平面120相距大于0.01倍波长且小于0.5倍波长。如在图2中阵列的剖面图中所示，阵列单元200是薄平面结构，由馈电和波束调向网络150单独馈电。阵列单元200的导电部分很薄，通常厚度远小于1mm，但要厚于工作频率下的趋肤深度。在阵列单元中生成的电流和磁流作为源流(source current)，在由所述源流的幅度和相位分布所决定的期望的方向上的远场中产生主辐射波束。作为相控阵，天线波束通过阵列单元的移相器来改变阵列单元的相位的方式被扫描或控制方向。

图3和图4分别显示了本发明的第一实施方式的上视图和通过x-z平面截取的剖面图，所述第一实施方式使用平面2-D TW单元天线，形成宽带平面阵列单元200。整个平面阵由结构上相似并且彼此连接的单位小区组成。为抑制不希望有的栅瓣，相邻的天线单元或者阵列小区的中心相距小于0.5倍波长。因为相邻的天线单元是相互电耦合或连接的，所以相邻的天线单元的中心的间隔距离还大于最低工作频率下的0.1倍波长以将耗散到相邻的馈线中的能量降到最低。

让我们首先将重点放在在中心TW单元250上，如图3和图5中所显示，其与邻近的TW单元251，252，253和254连接。所有在阵列单元200中的单个单位，例如单元250，251，252，253和254，都是结构上相似且每一个都由如在图1和图5中所显示的单位小区限定。因为这里相邻的单元连接在一起，所以每个阵列单元都与其单位小区重合。例如，如在图1和图5中所示的，为abcd中的平面区域的中心单位小区280与阵列中心单元250相重合。

图5中的单位小区abcd具有在小区的中心处连接在一起的四个相似的LP(对数周期)子单元(sub-element)。TW天线单元250包括四个终端馈电点250a，250b，250c，250d的中间簇，所述四个终端馈电点经由馈线220连接到馈电和波束调向网络150。馈电和波束调向网络150接着连接到收发器和波束调向计算机。在馈电簇产生的TW160沿平面阵200传播，并随指向由阵列单元200中的相位分布所决定的阵列面上方的某一角度的主波束辐射到自由空间。尽管这里的讨论是对于发射的情况，但根据互易性，上述讨论也可应用到接收的情况。

如在文献(DuHamel，H.D.和J.P.Scherer，1993；Mayes，P.E.，1988)中已广泛定义和涉及的，每个TW天线单元都是平面非频变(FI)天线。每个FI单元天线都被截断以装配到相控阵的单位小区中。FI平面天线可以是对数周期(LP)型(如在图3中显示的)、自补(SC)型，或正弦波型，等。如在图5中所显示的，每个TW天线单元的馈电部分包括四个终端的簇，所述四个终端由两对传输线馈线220与接地平面120以下的馈电网络150连接。馈线220具有两对平衡的传输线，所述两对平衡的传输线分别在中心单元250的两对馈电点(250a，250c)和(250b，250d)处与中心单元250连接。

馈线220由两根平衡的双引线型传输线组成。两对馈电点(250a，250c)和(250b，250d)相互正交，使得如果信号被分别地处理，两对馈电点能够支持阵列单元天线250的双正交极化，或如果信号以相互间具有适当的相位关系结合，则两对馈电点可支持线性极化，椭圆极化或圆形极化。对于圆形极化，在正交的馈电点对(250a，250c)和(250b，250d)处的两个信号一定是幅度相等的并具有90°的相位差。对于在馈电点对处的两个信号间的其他的幅度和相差，此单元天线的结合的辐射信号的极化将是椭圆的或线性的。圆形极化或椭圆极化的方向由哪一对馈电点在相位中起主导作用决定，方向将是顺时针或逆时针的。

传输线馈线220及馈电和波束调向网络150被设计来匹配平面FI阵列单元200的宽带阻抗，这根据关于不具有接地平面120的互补多终端平面结构的分析(Deschamps，1959)来确定。宽带阻抗匹配的通常的技术可在Matthaei等人所著的书中找到(1964，1980再版)。

作为变化的形式，图6显示了TW单元350，其包含在平面TW阵列300中由矩形abcd标记的单位小区380内。TW单元350具有两个馈电终端350a和350b的簇，其由在图4中显示的来自平衡-不平衡转换器(balun)馈线220的输出的信号来馈电。平衡-不平衡转换器是在不平衡传输线和平衡传输线间匹配的器件。该平衡-不平衡转换器提供平衡模式和不平衡模式间的阻抗匹配和传输线转变的双项功能。本情况下，平衡-不平衡转换器的平衡的传输线输出与天线输入终端350a和350b连接；且不平衡的传输线输出与馈电和波束调向网络150连接，而网络150一般是在例如微波带状线、同轴电等的不平衡传输线模式中的。在图6中，馈电终端对350a和350b由于结构的对称性和源激发，在单元300中产生线性极化的TW。较可支持双正交极化或圆形极化的单元250，350的线性极化的情况较容易描述，但因不接近于自补天线，即使是FI型，其也不像宽带天线一样。

图7A，7B，7C，7D和7E显示可用以形成平面阵200的其他的平面FI TW单元天线410，420，430，440和450。

本发明的理论基础

注意到宽带平面阵现有的方法或者使用窄带偶极子/裂缝作为基本组成部件，或者依靠工作期间再配置以获得宽带。在本发明中，使用非频变(FI)平面(2-D)单元天线，相邻的单元连接在一起或强耦合在一起，以形成平面阵。

不失一般性，工作的理论可通过考虑发射的情况来解释，基于互易性原理，接收的情况是类似的。参考图4和图5，行波(TW)160在每个单元天线的中心发起，并从单元250的馈电中心向外放射状地发射。为沿着阵列200表面向外放射状地传播，TW与TW阵列结构阻抗匹配。另外，TW阵列结构被配置成使自TW的辐射迅速发生，且在达到到相邻的单元的馈线之前，TW中的大部分能量已被辐射。通过使相互电连接或强耦合的相邻的天线单元中心与中心之间的间隔大于最低工作频率下的0.1倍波长，以将进入相邻馈线的能量耗散降到最低，也有利于迅速和高效的辐射。相邻的天线单元相距还小于0.5倍波长，以抑制不期望的栅瓣。

阻抗匹配对阵列的性能是至关重要的，且必须在从馈电和波束调向网络150到馈线220，经由中间四终端馈电簇，250a、250b、250c和250d，到TW阵列结构的宽带宽范围内达到阻抗匹配。宽带阻抗匹配的成功来源于TW结构的宽带宽，在本发明中，TW结构由平面FI单元天线和适当设置的导电接地平面组成。FI阵列单元200和近间隔的导电接地平面120形成的宽带TW结构支持各种宽带传输线和波导模式以及宽带辐射的模式。

可在文献中找到支持本发明的理论基础。在Wang(1991)和Mailloux(1994)的著作中可以找到关于平面阵的基础理论和数值分析的严格的讨论。关于行波天线的一般讨论可以在Walter(1965)的著作中找到。多级传输线和波导的通常的阻抗匹配技术可参考文献(例如，Matthaei等人，1964，1985再版)。

下面讨论本宽带平面TW阵列的辐射。平面TW阵列的基本物理性质与在Wang(2000)和Wang等人(2006)著作中讨论的宽带平面TW天线的基本物理性质大体相似。如在图8A中所显示的，通过应用等效原理和镜像理论，平面阵列天线100可在阵列平面上方的半空间中的场(即，z＞0)，表示为紧靠导电面190上方的标记为180的等效磁流M，其中

$M=-n\×E=-\hat{z}\×E---\left(1\right)$

E是z＝0处的阵列的平面上的电场。

此处应注意，如在图8A中所显示的导电面190与接地平面120不同；而是一个假想的导电面，其紧靠着z＝0处，即在z＝0-处的阵列表面下方，或者无限接近于z＝0-处的阵列表面。还应注意，因为在完全导电表面上，例如在阵列单元的导电部分上，切向场E会消失，所以只有阵列的“裂缝”部分具有未消失的磁流M。因此，磁流M＝-n×E只在阵列单元的裂缝开口处存在。

通过应用镜像定理，导电面可被相同的磁流M替换。在图8B中，对阵列上方的半空间中的场，通过将这两个磁流层(magnetic current sheet)合并成标记为182的单个流层2M，将图8A中的等效的平面阵进一步缩减为更简化的形式。

在图8B中，在阵列上方的半空间的远区中时谐磁场(time harmonicmagnetic field)可被完全地归因于等效磁流2M，且由下式给出：

$H\left(r\right)=\frac{{-\mathrm{jke}}^{-\mathrm{jkr}}}{4\mathrm{\π\ηr}}{\∫}_{S}2M\left(r^{\′}\right)e^{\mathrm{jk}\hat{r}\·r^{\′}}{\mathrm{ds}}^{\′},z>0---\left(2\right)$

其中k＝2π/λ，λ是TW的波长，且η是等于

或120π的自由空间波阻抗。带撇号和没带撇号的位置矢量，r和r′，大小分别是r和r′，在场坐标和源坐标中分别指场点和源点(所有“带撇”符号均指源)。符号

代表场位置矢量r的方向上的单位矢量。S是z＝0处的平面。在有限区域中远区中的电场可认为是平面波，并因此由下式给出：

$E\left(r\right)=-\mathrm{\η}\hat{r}\×H,z>0---\left(3\right)$

此刻，根据方程(2)和(3)，TW阵列单元具有了支持希望的辐射的平面FI 2-D结构。这里应注意，源，场以及在此涉及的格林函数都是复量。因此，只有当方程(2)中的被积函数实际上同相时，辐射才有效；且为达到产生有用的辐射方向图的目的，辐射还必须以有序的方式进行。对希望的最大辐射来说，良好的阻抗匹配是绝对必要的。基于天线理论，且具体到方程(2)和方程(3)的本问题，有用的天线辐射方向图直接关系到其源流。因此，根据已知的例如在此讨论的TW天线的宽带天线配置，而不是根据以窄带天线或未知的设计开始，之后试图使带加宽的方法来设计宽带平面阵是有利的。

为匹配阻抗，在阵列单元馈电终端并向外看阵列单元200，TW阵列结构的等效电路显示在图9中。在阵列单元馈电终端360a和360b处，标记为360的有源单元阻抗Z_T，可表示为在接地平面120中存在的阵列单元200的阻抗Z_A361和由TW阵列结构阵列单元200形成的传输线的阻抗Z_TW362的并联组合。对于平面FI天线和相关的TW结构，它们的Z_A361和Z_TW362的宽带阻抗属性已由Wang(2000)和Wang等人(2006)讨论过，适用于本阵列设计。

Z_A361和Z_TW362的阻抗属性，以及例如扫描角度的加宽的辐射属性，还可以通过使用不同介电常数或磁导率的电介质或磁性电介质基板(在阵列单元200和接地平面120之间)和覆板(在阵列单元200上方)改进，如在图10中这种平面阵的剖面图中所示。

在馈电和波束调向网络中，无疑可以获得进一步的阻抗匹配。

实验验证

已为本发明做了基本的试验。设计、制造并测试了与图3-5中小区平面阵相似的实验模型(breadboard)5×5小区平面阵。每个小区都具有x和y定向的LP平面偶极子。纵向的中心单元具有宽带平衡-不平衡转换器馈线横跨其馈电终端(在图5中相应于250b和250d)。其他24个纵向的LP偶极子中的每一个都具有100欧姆的电阻负载。所有25个横向的LP偶极子使其馈电终端(在图5中相应于250a和250c)悬空(没有连接到其他元件或器件的开路)。

根据平面阵的理论和实践，大平面阵的属性可通过测量“有源单元增益图”来确定，这种测量考虑到平面阵的相互耦合和波束扫描(Mailloux，1994；Pozar，1994)。有源增益图揭示了单元天线的扫描属性，包括阻抗匹配和辐射方向图。依据有源单元增益图和阵列因数可随即得到阵列增益图。阵列中位于中心的单元的有源单元增益图是相似的，且可在所有其他的单元在匹配的无源负载中终结时，使用一个只在中心单元处被馈电的小阵列测量。

对本模型的阻抗和有源增益图的测量结果显示此阵列具有10∶1的带宽潜能。另一个实证地研究的显示宽带潜能的实验性平面阵模型是具有图7E中所示类型的单位单元的113单元阵列。

发明的变化形式和可选择的形式

尽管所显示的相邻的阵列单元是直接电连接的，但所述直接连接可由间接的，但强的耦合替代，用于实现某种性能特征，或适应特定的单元天线配置。

尽管阵列是平面的，但其可以稍微的弯曲，以扩展其性能特征或与适应安装平台。

多层电介质或磁性电介质基板(在阵列单元200和接地平面120之间)和覆板(在阵列单元200上方)可被用以改善性能并加宽其频带宽和扫描角度。图10是使用具有不同介电常数或磁导率的多层电介质或磁性电介质覆板和基板实现的这种平面阵的剖面图。

Claims (11)

1.一种宽带相控阵列天线，其包括：

导电接地平面；

由平面宽带行波天线单元组成的阵列，所述平面宽带行波天线单元设置为平行于所述接地平面，并与所述接地平面间隔开的距离小于最高工作频率下的0.5倍波长且大于最低工作频率下的0.01倍波长，每个行波天线单元包括中间的馈电部分的簇，并在所述接地平面的法线方向辐射，相邻的天线单元被耦合，并且所述相邻的天线单元的中心间距小于所述最高工作频率下的0.5倍波长。

2.如权利要求1所述的天线，其进一步包括：

由平面宽带行波天线单元组成的阵列，所述平面宽带行波天线单元被设置为平行于所述接地平面，并与所述接地平面间隔开的距离小于所述最高工作频率下的0.5倍波长且大于所述最低工作频率下的0.01倍波长，每个行波天线单元包括中间的馈电部分的簇，并在所述接地平面的法线方向辐射，相邻的天线单元被相互连接，并且所述相邻的天线单元的中心间距小于所述最高工作频率下的0.5倍波长。

3.如权利要求1所述的天线，其中相控阵列单元的层厚小于1mm厚。

4.如权利要求3所述的天线，其中所述相控阵单元的层厚大于工作频率范围的趋肤深度。

5.如权利要求1所述的宽带相控阵列天线，其中所述平面行波天线单元是被截断以配合所述相控阵的单位小区的平面非频变天线。

6.如权利要求1所述的宽带相控阵列天线，其中所述平面行波天线单元是被截断以配合所述相控阵的单位小区的自补天线。

7.如权利要求1所述的宽带相控阵列天线，其中每个行波天线单元的所述馈电部分包括两对传输线以支持双正交极化或圆形极化。

8.一种宽带相控阵列天线，其包括：

导电接地平面；

由平面宽带行波天线单元组成的阵列，所述平面宽带行波天线单元被设置为平行于所述接地平面并与所述接地平面间隔开的距离小于最高工作频率下的0.5倍波长且大于最低工作频率下的0.01倍波长，每个行波天线单元包括中间馈电部分并在所述接地平面的法线方向辐射，相邻的天线单元被耦合或被连接，并且所述相邻的天线单元的中心间距小于所述最高工作频率下的0.5倍波长；以及

一层或多层电介质的或磁性电介质的基板和覆板，其用于平面行波阵列天线。

9.如权利要求8所述的宽带相控阵列天线，其中所述平面行波天线单元是被截断以配合所述相控阵的单位小区的平面非频变天线。

10.如权利要求8所述的宽带相控阵列天线，其中所述平面行波天线单元是被截断以配合所述相控阵的单位小区的自补天线。

11.如权利要求8所述的宽带相控阵列天线，其中每个行波天线单元的所述馈电部分包括两对传输线以支持双正交极化或圆形极化。

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