專利名稱：使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種漸變槽線天線性能改善方案，尤其是工作在微波頻段的漸變槽 線天線。
背景技術(shù)：
目前，國內(nèi)外用于微波頻段的漸變槽線天線沿寬度漸變的槽隙導(dǎo)行并向前輻射 電磁波，具有較寬頻帶、中等增益等特點。要進(jìn)一步展寬頻帶或提高增益，需要成 倍地增加天線長度，受結(jié)構(gòu)和應(yīng)用的限制。國外曾報導(dǎo)用介質(zhì)桿加載提高增益的方 案，但仍然增加了長度、而且不能印刷制造。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題本發(fā)明提出一種使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線，對于定向 輻射的對稱漸變槽線天線，可在不增加天線長度的條件下提高增益；對于波束賦形 的非對稱漸變槽線天線，可在寬頻帶范圍內(nèi)提高波束覆蓋效率。本技術(shù)還利于批量 制造、降低成本。
技術(shù)方案本發(fā)明為解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是漸變槽線天線、金 屬柵條位于介質(zhì)板的正面，饋電環(huán)節(jié)位于介質(zhì)板的反面，在漸變槽線天線中的寬槽 區(qū)內(nèi)設(shè)有3 7根沿漸變槽線天線中心軸分布的金屬柵條，金屬柵條的間距取0. 15 0.40/1,每根條帶的長度0.26 0.44;i，寬度取0. 004 0. 01 ;i,義為所應(yīng)用的領(lǐng) 域的中心頻率波長；在寬槽區(qū)的最窄處連接條狀槽區(qū)，該條狀槽區(qū)的另一端連接圓 形槽線諧振腔；饋電環(huán)節(jié)位于條狀槽區(qū)反面的介質(zhì)板上。饋電環(huán)節(jié)由微帶-槽線的耦 合段、阻抗匹配段和微帶90。折角段相接而成。金屬柵條有3 7根。
有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下的有 益效果(1)天線的增益比沒有加載的漸變槽線有明顯提高，相當(dāng)于長度增加為原 結(jié)構(gòu)的1.2倍。(2)金屬柵條加在天線結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，沒有改變天線的輪廓尺寸。(3) 保持天線結(jié)構(gòu)的全印刷化優(yōu)點。(4)利用金屬柵條的形狀與布局可控制天線輻射的 波瓣圖。


圖l是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是本發(fā)明中天線加載柵條前后仿真回波損失頻響曲線 圖3是本發(fā)明中天線加載柵條前后仿真增益頻響曲線 圖4是本發(fā)明中天線加載柵條前后天線的zoy剖面(E-面)的輻射方向圖 圖5是本發(fā)明中天線加載柵條前后天線的/oz剖面(H-面)的輻射方向圖
具體實施例方式
金屬貼片貼在介質(zhì)基片2表面上，在介質(zhì)基片2 —側(cè)蝕刻漸變槽線天線1，在 天線的寬槽區(qū)23，與漸變槽線天線l同側(cè)表面的主向上蝕刻3~7根金屬柵條3，金 屬柵條3的間距取0.15~0.40/1，每根條帶的長度0.26 0.44義，寬度取 0.004 0.0l;i，義為所應(yīng)用的領(lǐng)域的中心頻率波長，金屬柵條3加載位置沿天線的 端射方向，與漸變槽線天線l無電接觸。在介質(zhì)基片2的另一側(cè)表面上蝕刻階梯線 金屬條帶4，由三段不同寬度的微帶線段，即微帶-槽線的耦合段41、阻抗匹配段 42和微帶90°折角段43相接而成。
現(xiàn)對本發(fā)明的具體實施方式
結(jié)合如下實施例及其附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。 采用厚0. 5 mra的介質(zhì)(s r = 2. 2)基片2，介質(zhì)基片長度84 mm，寬度49咖， 其一面為對稱漸變槽線的金屬層，另一面為微帶饋線層。組成微帶饋線的三段即微 帶-槽線的耦合段41、阻抗匹配段42和微帶90°折角段43分別為寬度0. 4腿，0. 75 mm， 1.55 mm;長度10. 6咖，5. 5 mm， 11.775 mm，微帶饋線4通過槽線的窄槽區(qū)22 耦合對天線饋電，所述對稱漸變槽線1和介質(zhì)基片2通過微帶饋線4與外部電路相 連。與漸變槽線天線1同側(cè)表面的端射方向上刻蝕五根等間距相互平行金屬柵條3， 其中第一柵條31長度11.475 mm，第二柵條32、第三柵條33、第四柵條34、第五 柵條35長度11.5 mm。
利用CST公司的CST MICROWAVE STUDIO 2008對天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行全波仿真分析， 優(yōu)選出符合天線要求的幾何尺寸，在5.7 8.2 GHz的頻段內(nèi)回波損耗小于-10 dB。在6. 9 8. 2 GHz的頻段上，增益改善大于ldB，其中在8 GHz增益增加達(dá)2. 4 dB。
權(quán)利要求
1.一種使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線，其特征是漸變槽線天線(1)、金屬柵條(3)位于介質(zhì)板(2)的正面，饋電環(huán)節(jié)(4)位于介質(zhì)板(2)的反面，在漸變槽線天線(1)中的寬槽區(qū)(23)內(nèi)設(shè)有3～7根沿漸變槽線天線(1)中心軸分布的金屬柵條(3)，金屬柵條(3)的間距取0.15～0.40λ，每根條帶的長度0.26～0.44λ，寬帶取0.004～0.01λ，λ為所應(yīng)用的領(lǐng)域的中心頻率波長；在寬槽區(qū)(23)的最窄處連接條狀槽區(qū)(22)，該條狀槽區(qū)(22)的另一端連接圓形槽線諧振腔(21)；饋電環(huán)節(jié)(4)位于條狀槽區(qū)(22)反面的介質(zhì)板(2)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線，其特征是饋電 環(huán)節(jié)(4)由微帶-槽線的耦合段(41)、阻抗匹配段(42)和微帶90°折角段(43) 相接而成。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線，其特征是金屬 柵條(3)有3 7根。
全文摘要
使用無源金屬柵條加載的漸變槽線天線是一種結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉、易于批量制造，工作頻帶較寬、增益增強(qiáng)型天線。它是在常規(guī)漸變槽線天線的寬槽區(qū)蝕刻3～7根無源金屬條帶，通過金屬柵條對傳輸能量的引向作用，引導(dǎo)大部分能量沿主向輻射，進(jìn)而提高天線增益、改善原天線性能。
文檔編號H01Q3/24GK101409382SQ20081015653
公開日2009年4月15日 申請日期2008年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月28日
發(fā)明者朋 章, 章文勛 申請人:東南大學(xué)