一種平面超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及了一種平面超寬帶天線，由一端短路的若干單元慢波結(jié)構(gòu)、均勻傳輸線或饋線（6）及二者之間的一段耦合縫隙（5）構(gòu)成；所述單元慢波結(jié)構(gòu)每單元由分布于介質(zhì)基板兩面，且兩兩正對(duì)的四個(gè)六邊形金屬板（1）和一段雙面平行帶線（2）所組成；每面的六邊形金屬板與該面的帶線（2）之間有金屬線（3）連接；所述的一端短路是指若干單元慢波結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的輻射體一端短路，另一端通過縫隙（5）與一段均勻傳輸線或饋線（6）相連；所述的耦合縫隙（5）是指慢波結(jié)構(gòu)單元所構(gòu)成的輻射體與地板（7）之間的縫隙。本實(shí)用新型的工作頻率和帶寬可通過調(diào)整慢波結(jié)構(gòu)參數(shù)來控制。本實(shí)用新型與現(xiàn)行超寬帶天線相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、輻射效率高等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】一種平面超寬帶天線
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及超寬帶天線領(lǐng)域，特別是一種基于慢波結(jié)構(gòu)的平面超寬帶天線?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]作為超寬帶通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，小型超寬帶天線的特性將接影響通信系統(tǒng)的體積、重量和性能，其分析與設(shè)計(jì)方法具有重大的現(xiàn)實(shí)意義?，F(xiàn)有的寬帶和超寬帶天線種類不少，按照傳統(tǒng)的觀點(diǎn)，這些天線大致可以分為三大類:第一類是具有自相似結(jié)構(gòu)或自互補(bǔ)結(jié)構(gòu)的“頻率無關(guān)天線”，其典型代表包括對(duì)數(shù)周期振子天線、對(duì)數(shù)周期螺旋天線等，結(jié)構(gòu)滿足拉姆塞原則:第二類則特指專用于收發(fā)瞬時(shí)脈沖信號(hào)的“脈沖輻射天線”，主要包括平板TEM角錐天線、帶有拋物反射面的TEM角錐天線、介質(zhì)錐天線等,這類天線多屬于端射特性的行波天線，一般具有龐大的體積。以上兩類天線都是非平面三維結(jié)構(gòu)，不適應(yīng)對(duì)設(shè)備成本和體積要求苛刻的短距離超寬帶無線通信，也難以實(shí)現(xiàn)與其它射頻前端電路的集成化設(shè)計(jì)。因此，另一類具有近似線性相位傳輸函數(shù)，適合傳輸窄脈沖信號(hào)單極子、偶極子超寬帶天線得以提出，由于具有緊湊、高效、易于與其它射頻電路集成的優(yōu)勢(shì)，成為了當(dāng)前微波與天饋【技術(shù)領(lǐng)域】中的一大研究熱點(diǎn)。
[0003]慢波結(jié)構(gòu)可以降低電磁波傳播的相速，實(shí)現(xiàn)更為緊湊的微波電路與系統(tǒng)。多種基于慢波結(jié)構(gòu)的單極子天線表明，可以獲得非常明顯的天線小型化效果。然而，應(yīng)用慢波結(jié)構(gòu)在實(shí)現(xiàn)天線小型化的同時(shí)，往往導(dǎo)致天線的工作帶寬變窄，基于慢波結(jié)構(gòu)的超寬帶天線鮮有報(bào)道。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)與不足，提供一種平面超寬帶天線，該平面超寬帶天線基于慢波結(jié)構(gòu)，不僅結(jié)構(gòu)緊湊，而且具有超寬工作頻帶和高輻射效率，同時(shí)也易于與其他射頻電路集成。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型通過下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn):一種平面超寬帶天線，采用慢波傳輸線構(gòu)建；由一端短路的若干單元慢波結(jié)構(gòu)、均勻傳輸線或饋線及二者之間的一段耦合縫隙構(gòu)成；所述單元慢波結(jié)構(gòu)每單元由分布于介質(zhì)基板兩面，且兩兩正對(duì)的四個(gè)六邊形金屬板和一段雙面平行帶線所組成；每面的六邊形金屬板與該面的帶線之間有金屬線連接；所述的一端短路是指若干單元慢波結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的輻射體一端短路，另一端通過縫隙與一段均勻傳輸線或饋線相連；所述的耦合縫隙是結(jié)構(gòu)單元與地板之間的縫隙；
[0006]所述慢波結(jié)構(gòu)的阻抗特性、色散特性可以通過調(diào)整六邊形金屬板的邊長、雙面平行帶線寬度及錯(cuò)開距離以及金屬線的寬度及長度進(jìn)行控制；從而改變由若干所述慢波結(jié)構(gòu)單元所組成的天線工作頻率和工作帶寬；天線的匹配特性可以通過所述耦合縫隙距離寬度進(jìn)行調(diào)整，從而獲得超寬匹配帶寬。
[0007]本實(shí)用新型專利所提出的平面超寬帶天線與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有小尺寸、高效率及易于與其他微波電路集成等優(yōu)點(diǎn)，即結(jié)構(gòu)緊湊，輻射高效。本實(shí)用新型一方面，其超寬工作頻帶通過調(diào)整慢波結(jié)構(gòu)的尺寸參數(shù)進(jìn)行控制，另一方面，通過改變慢波結(jié)構(gòu)與均勻傳輸線之間的耦合縫隙寬度，使天線超寬頻帶內(nèi)獲得天線的良好匹配效果。本實(shí)用新型可用于各種便攜式高速無線通信系統(tǒng)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
[0009]圖1是平面超寬帶天線單元慢波結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是平面超寬帶天線單元慢波結(jié)構(gòu)背面示意圖。
[0011]圖3是平面超寬帶天線結(jié)構(gòu)單元與地板之間的位置示意圖。
[0012]圖4是天線回波損耗圖。
[0013]圖5是天線在3.53GHz的E面(左)和H面(右)方向的輻射特性圖。
[0014]圖6是天線在7GHzE面(左)和H面(右)方向的輻射特性圖。
[0015]圖7是天線在8.5GHzE面(左)和H面(右)方向的輻射特性圖。
[0016]附圖標(biāo)記說明:1六邊形金屬板；2 —段雙面平行帶線；3金屬線；4短路處；5耦合縫隙；6均勻傳輸線或饋線；7地板。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)構(gòu)附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型內(nèi)容作進(jìn)一步說明。
[0018]本實(shí)施例的平面超寬帶天線如圖1-3所示，天線輻射體由兩個(gè)所述慢波結(jié)構(gòu)單元構(gòu)成，每個(gè)慢波結(jié)構(gòu)單元由四個(gè)位于介質(zhì)基板兩面且兩兩相對(duì)六邊形金屬板1、一段雙面平行帶線2以及連接六邊形金屬板與平等共面帶線的金屬線3構(gòu)成。天線輻射體一端短路處4，另一端通過耦合縫隙5與阻抗為50歐姆的均勻傳輸線或饋線6相連。
[0019]對(duì)天線結(jié)構(gòu)參數(shù)做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，可以改變天線的工作頻帶。
[0020]如圖4所示，天線回波損耗圖可見，本實(shí)施例子的阻抗匹配頻帶為
3.53GHz-8.6GHz，相對(duì)帶寬為83.6% ;天線在3.53GHz、7GHz、8.5GHz的輻射特性分別如圖4、
5、6所示。
[0021]本說明書列舉的僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式之一，凡在本實(shí)用新型的工作原理和思路下做的等同技術(shù)變換，均視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種平面超寬帶天線，采用慢波傳輸線構(gòu)建；其特征在于:由一端短路的若干單元慢波結(jié)構(gòu)、均勻傳輸線或饋線(6)及二者之間的一段耦合縫隙(5)構(gòu)成；所述單元慢波結(jié)構(gòu)單元由分布于介質(zhì)基板兩面，且兩兩正對(duì)的四個(gè)六邊形金屬板(I)和一段雙面平行帶線(2)所組成；每面的六邊形金屬板與該面的帶線(2)之間有金屬線(3)連接；所述的一端短路是指若干單元慢波結(jié)構(gòu)所構(gòu)成的輻射體一端短路，另一端通過縫隙(5)與一段均勻傳輸線或饋線(6)相連；所述的耦合縫隙(5)是結(jié)構(gòu)單元與地板(7)之間的縫隙。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種平面超寬帶天線，其特征在于:所述慢波結(jié)構(gòu)的阻抗特性、色散特性可以通過調(diào)整六邊形金屬板(I)的邊長、雙面平行帶線(2)的寬度及錯(cuò)開距離，以及金屬線(3)的寬度及長度進(jìn)行控制；從而改變由若干所述慢波結(jié)構(gòu)單元所組成的天線工作頻率和工作帶寬；天線的匹配特性可以通過所述耦合縫隙(5)的寬度進(jìn)行調(diào)整，從而獲得超寬匹配帶寬。
【文檔編號(hào)】H01Q1/38GK203774455SQ201420088926
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年2月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月28日
【發(fā)明者】黃健全, 趙木林, 陳功田, 丁淑芳, 夏芬, 唐政華, 何艷紅 申請(qǐng)人:湘南學(xué)院, 郴州希典科技有限公司