本發(fā)明屬于微帶天線技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種正弦蝶形微帶天線。

背景技術(shù)：

在一個(gè)薄介質(zhì)基片上的一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕方法制成一定形狀的金屬貼片，利用微帶線或同軸探針對(duì)貼片進(jìn)行饋電，這樣構(gòu)成的天線稱為微帶天線。微帶天線的特點(diǎn)在于體積小，重量輕，低剖面，能與載體(如飛行器)共形；電性能多樣化；易于得到各種極化，容易集成，因此它主要應(yīng)用在對(duì)體積要求比較嚴(yán)格的嵌入式無線通信系統(tǒng)中，具體作用，實(shí)現(xiàn)無線通信終端的波電轉(zhuǎn)換。

現(xiàn)有技術(shù)中，大多數(shù)微帶天線的帶寬比較窄，有的微帶天線能諧振于多個(gè)(一般不超過3個(gè))諧振點(diǎn)，但在每個(gè)諧振點(diǎn)的帶寬較窄，雖然一些特殊結(jié)構(gòu)的微帶天線(如Vivaldi天線)覆蓋的帶寬較大，但是只能工作在某一個(gè)頻點(diǎn)。

目前的大多數(shù)蝶形微帶天線明顯的不足之處在于：覆蓋頻段范圍較窄。

電波科學(xué)學(xué)報(bào)提出的一種不對(duì)稱饋電形式的蝶形微帶天線，只覆蓋1個(gè)頻段(約1.85GHz～1.93GHz)；

微波學(xué)報(bào)提出一種雙頻蝶形微帶天線，只覆蓋2個(gè)頻段(954MHz和1837MHz)；

上海大學(xué)學(xué)報(bào)提出的一種接地板開槽的蝶形微帶天線，只覆蓋1個(gè)頻段(2.49～2.61GHz)，而且它們的頻率選擇性較差。

但是在雷達(dá)通信、制導(dǎo)等方面有時(shí)需要天線具有較強(qiáng)的頻率選擇性，也就是在滿足一定的帶寬基礎(chǔ)上，需要天線諧振于各個(gè)獨(dú)立的離散頻點(diǎn)，并在每個(gè)獨(dú)立頻點(diǎn)具有尖銳的選擇性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目的在于提供一種正弦蝶形微帶天線，同時(shí)工作于S、C、X、Ku、K5個(gè)雷達(dá)波段，天線諧振點(diǎn)分別獨(dú)立分布在這5個(gè)波段，既滿足一定的帶寬，又具有較強(qiáng)的頻率選擇性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案。

本發(fā)明的目的在于提供一種正弦蝶形微帶天線，該天線包括基板；基板中心開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電內(nèi)芯；基板底面覆銅；

基板上表面覆銅，覆銅的輪廓為正弦曲線輪廓，正弦曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)為基板中心，正弦曲線輪廓以基板中心為對(duì)稱點(diǎn)，呈中心對(duì)稱，形成以基板中心為輻射點(diǎn)的左右對(duì)稱的兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線，基板中心處設(shè)置矩形輪廓覆銅枝節(jié)結(jié)構(gòu)，基板中心通孔直徑小于矩形輪廓覆銅枝節(jié)結(jié)構(gòu)的最小邊長(zhǎng)；

每個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上開有3對(duì)尺寸漸增的豎向“工”字型縫隙，“工”字型縫隙中去除基板表面的覆銅，兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上設(shè)置的3對(duì)尺寸漸增的“工”字型縫隙以基板中心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱分布。

進(jìn)一步，基板左右兩側(cè)設(shè)有凸起，使得基板呈U字型。

進(jìn)一步，所述基板包括底板和2塊側(cè)板，2塊側(cè)板設(shè)置在底板左右兩側(cè)，形成U字型結(jié)構(gòu)，底板中心開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電內(nèi)芯；

底板下表面和側(cè)板外表面均覆銅，底板上表面覆銅，覆銅的輪廓為正弦曲線輪廓，正弦曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)為底板中心，正弦曲線輪廓以底板中心為對(duì)稱點(diǎn)，呈中心對(duì)稱，形成以底板中心為輻射點(diǎn)的左右對(duì)稱的兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線，底板中心處設(shè)置矩形輪廓覆銅的枝節(jié)結(jié)構(gòu)，底板中心通孔直徑小于矩形輪廓覆銅的枝節(jié)結(jié)構(gòu)的最小邊長(zhǎng)；

每個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上開有3對(duì)尺寸漸增的“工”字型縫隙，“工”字型縫隙中去除底板表面的覆銅，個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上設(shè)置的3對(duì)尺寸漸增的“工”字型縫隙以底板中心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱分布。

進(jìn)一步，所述基板材料為介電常數(shù)為4.4的FR4板狀材料。

進(jìn)一步，所述底板和側(cè)板均為矩形結(jié)構(gòu)，厚度均為3mm；底板的長(zhǎng)度為106.8mm，寬度為62.8mm，底板中心枝節(jié)結(jié)構(gòu)的尺寸為，于底板長(zhǎng)度方向平行的邊長(zhǎng)為8mm，與底板寬度方向平行的邊長(zhǎng)為15mm，底板中心通孔的半徑為0.6mm。

進(jìn)一步，左側(cè)輻射天線結(jié)構(gòu)包括曲線邊ad和bc，以及直線邊ab和cd；直線邊ab和cd長(zhǎng)度分別為6mm和62.8mm，曲線邊ad為正弦曲線，正弦函數(shù)為y＝53.4·sin(x/20)，x的取值范圍為-3至-31.4；曲線邊bc與曲線邊ab以Y軸呈軸對(duì)稱分布；左側(cè)輻射天線結(jié)構(gòu)中“工”字型結(jié)構(gòu)的縫隙寬度為2mm，“工”字型結(jié)構(gòu)中最短邊的長(zhǎng)度11.28mm，最短邊距ab邊的距離為19.3mm，“工”字型結(jié)構(gòu)中其他邊的長(zhǎng)度并沿Y軸負(fù)方向逐級(jí)遞增2.5mm，每條邊之間的距離均為6mm。

進(jìn)一步，所述側(cè)板的高度為10mm。

進(jìn)一步，所述底板的下表面全部覆銅，作為天線的接地板，中心為半徑0.6mm的通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電的內(nèi)芯，側(cè)板的底面不覆銅。

進(jìn)一步，5個(gè)獨(dú)立波段為：3.1GHz的(S波段)和、6.8GHz的C波段、11.7GHz(的X波段、16.5GHz(的Ku波段和18.4GHz的K波段。

本發(fā)明實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：

本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線改進(jìn)的正弦輪廓結(jié)構(gòu)，以及中心處延伸的1個(gè)矩形枝節(jié)，有利于改善天線的阻抗匹配，降低回波損耗。

本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線，“U”型地板結(jié)構(gòu)和開取的“工”字型縫隙能激勵(lì)起(5個(gè))諧振點(diǎn)，并拓展帶寬(數(shù)值)覆蓋5個(gè)獨(dú)立波段：3.1GHz(S波段)和6.8GHz(C波段)，11.7GHz(X波段)、16.5GHz(Ku波段)和18.4GHz(K波段)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線示意圖；

圖2是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線俯視圖；

圖3是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線半邊蝶形天線局部放大圖；

圖4是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線側(cè)視圖；

圖5是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線仰視圖；

圖6是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線在1.49GHz到10GHz頻段范圍內(nèi)的回波損耗曲線；

圖7是本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線在10GHz到20GHz頻段范圍內(nèi)的回波損耗曲線。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線作詳細(xì)說明。

如圖1所示，本發(fā)明一種正弦蝶形微帶天線，包括基板，基板左右兩側(cè)設(shè)有凸起，使得基板呈U字型；基板中心開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電內(nèi)芯；

基板底面和設(shè)置在基板左右兩側(cè)凸起的外表面覆銅，基板上表面覆銅，覆銅的輪廓為正弦曲線輪廓，正弦曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)為基板中心，正弦曲線輪廓以基板中心為對(duì)稱點(diǎn)，呈中心對(duì)稱，形成以基板中心為輻射點(diǎn)的左右對(duì)稱的兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線，基板中心處設(shè)置矩形輪廓覆銅枝節(jié)結(jié)構(gòu)，基板中心通孔直徑小于矩形輪廓覆銅枝節(jié)結(jié)構(gòu)的最小邊長(zhǎng)；

每個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上開有3對(duì)尺寸漸增的豎向“工”字型縫隙，“工”字型縫隙中去除基板表面的覆銅，兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上設(shè)置的3對(duì)尺寸漸增的“工”字型縫隙以基板中心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱分布。

所述基板材料為介電常數(shù)為4.4的FR4板狀材料。

進(jìn)一步，本發(fā)明所述基板包括底板和2塊側(cè)板，2塊側(cè)板設(shè)置在底板左右兩側(cè)，形成U字型結(jié)構(gòu)，底板中心開有通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電內(nèi)芯；

底板下表面和側(cè)板外表面均覆銅，底板上表面覆銅，覆銅的輪廓為正弦曲線輪廓，正弦曲線的坐標(biāo)原點(diǎn)為底板中心，正弦曲線輪廓以底板中心為對(duì)稱點(diǎn)，呈中心對(duì)稱，形成以底板中心為輻射點(diǎn)的左右對(duì)稱的兩個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線，底板中心處設(shè)置矩形輪廓覆銅的枝節(jié)結(jié)構(gòu)，底板中心通孔直徑小于矩形輪廓覆銅的枝節(jié)結(jié)構(gòu)的最小邊長(zhǎng)；

每個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上開有3對(duì)尺寸漸增的豎向“工”字型縫隙，“工”字型縫隙中去除底板表面的覆銅，個(gè)輻射結(jié)構(gòu)天線上設(shè)置的3對(duì)尺寸漸增的“工”字型縫隙以底板中心為對(duì)稱點(diǎn)對(duì)稱分布。

所述底板和側(cè)板材料為介電常數(shù)為4.4的FR4板狀材料。

如圖2所示，本發(fā)明一種實(shí)施例，所述底板和側(cè)板均為矩形結(jié)構(gòu)，厚度均為3mm；底板的長(zhǎng)度為106.8mm，寬度為62.8mm，底板中心枝節(jié)結(jié)構(gòu)的尺寸為，于底板長(zhǎng)度方向平行的邊長(zhǎng)為8mm，與底板寬度方向平行的邊長(zhǎng)為15mm，底板中心通孔的半徑為0.6mm；

如圖3所示，左側(cè)輻射天線結(jié)構(gòu)包括曲線邊ad和bc，以及直線邊ab和cd；直線邊ab和cd長(zhǎng)度分別為6mm和62.8mm，曲線邊ad為正弦曲線，正弦函數(shù)為y＝53.4·sin(x/20)，x的取值范圍為-3至-31.4；曲線邊bc與曲線邊ab以Y軸呈軸對(duì)稱分布；左側(cè)輻射天線結(jié)構(gòu)中“工”字型結(jié)構(gòu)的縫隙寬度為2mm，“工”字型結(jié)構(gòu)中最短邊的長(zhǎng)度11.28mm，最短邊距ab邊的距離為19.3mm，“工”字型結(jié)構(gòu)中其他邊的長(zhǎng)度并沿Y軸負(fù)方向逐級(jí)遞增2.5mm，每條邊之間的距離均為6mm。如圖4所示，所述側(cè)板的高度為10mm。

如圖5所示，底板的下表面全部覆銅，作為天線的接地板，中心為半徑0.6mm的通孔，通孔內(nèi)設(shè)置同軸饋電的內(nèi)芯，側(cè)板的底面不覆銅。

圖6給出了本發(fā)明上述實(shí)施例在在1.49GHz到10GHz頻段范圍內(nèi)的回波損耗曲線，圖中的點(diǎn)m1、m2是該頻段內(nèi)的諧振點(diǎn)，分別是3.1GHz(S波段)和6.8GHz(C波段)。

圖7給出了本發(fā)明上述實(shí)施例在10GHz到20GHz頻段范圍內(nèi)的回波損耗曲線，圖中的點(diǎn)m1、m2、m3是該頻段內(nèi)的諧振點(diǎn)，分別是11.7GHz(X波段)、16.5GHz(Ku波段)和18.4GHz(K波段)。