專利名稱：小型超寬帶平面天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種超寬帶平面天線，可用于機(jī)載雷 達(dá)、無線通信和微波成像中。
背景技術(shù)：
一個(gè)多世紀(jì)以來，全球范圍內(nèi)無線電技術(shù)發(fā)展和無線電規(guī)范的相互影響，使得無 線通信系統(tǒng)對(duì)傳輸速率的要求也越來越高，也就是說要求系統(tǒng)能夠提供足夠大的帶 寬。超寬帶技術(shù)作為一種無線通信技術(shù)，具有在小范圍內(nèi)超強(qiáng)的無線設(shè)備連接能力， 而且擁有高性能、低功耗和低成本無線數(shù)據(jù)通信能力，在探地雷達(dá)，精確定位系統(tǒng)以 及短距通信等方面已有廣泛的應(yīng)用。如今，超寬帶已經(jīng)廣為流行，在通信、雷達(dá)等領(lǐng) 域引導(dǎo)出一場(chǎng)新的技術(shù)革命，超寬帶雷達(dá)和超寬帶通信方興未艾。而天線在一個(gè)通信 系統(tǒng)中，扮演著很重要的角色，因此，超寬帶天線的設(shè)計(jì)與研究，作為超寬帶通信的 關(guān)鍵技術(shù)之一，必將隨著這次技術(shù)革新的潮流獲得巨大發(fā)展。
天線作為接收和發(fā)射無線電信號(hào)的元件，被置于通信收發(fā)系統(tǒng)的前端。超寬帶平 面天線在外觀上輕薄短小且制作容易，重量輕巧，成本低且易與主被動(dòng)電路做串并聯(lián) 整合，正符合通訊產(chǎn)品未來發(fā)展的方向。而現(xiàn)有的超寬帶天線大多為喇叭結(jié)構(gòu)，尺寸 比較大，個(gè)別平面結(jié)構(gòu)反射損耗較大，天線的帶寬不夠?qū)挕?br/>實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于克服上述已有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)和饋電簡(jiǎn)單的小 型超寬帶平面天線，以進(jìn)一步減少反射損耗，改善天線傳輸，實(shí)現(xiàn)天線的超寬帶特性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型包括介質(zhì)板，輻射體，饋電傳輸線和饋電傳輸線地 面，其中介質(zhì)板的兩面分別敷不同形狀的金屬薄層， 一面為輻射體和饋電傳輸線，另 一面為饋電傳輸線的地面。
所述的介質(zhì)板一面輻射體形狀為開有槽縫的兩個(gè)對(duì)稱刀形，在每個(gè)刀形的兩個(gè)直 角邊上分別開了兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形縫隙，刀形的第三邊為漸變指數(shù)線。輻射體的左面 為饋電傳輸網(wǎng)絡(luò)，饋電傳輸線與同軸接頭在其連接點(diǎn)構(gòu)成饋電點(diǎn)。所述的介質(zhì)板另 一面饋電傳輸線的地面為長(zhǎng)方形。
本實(shí)用新型由于在介質(zhì)板的兩面敷不同形狀的金屬薄層，分別形成輻射體、饋電 傳輸線和饋電傳輸線的地面，因而結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積?。煌瑫r(shí)由于在輻射體上增加若干 縫隙，使電流集中于漸變段流動(dòng)，減少了反射損耗，改善了天線的傳輸，提高了天線 的超寬帶特性；此外由于采用漸變指數(shù)線為輻射體，增加了天線的帶寬；實(shí)測(cè)表明在 3.525GHz 15GHz頻段的范圍內(nèi)電本實(shí)用新型的電壓駐波比小于4，方向性較強(qiáng)。

圖1是本實(shí)用新型的輻射體和饋電傳輸線結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本實(shí)用新型的饋電傳輸線地面結(jié)構(gòu)圖； 圖3是本實(shí)用新型的輻射體和饋電傳輸線尺寸示意圖； 圖4是本實(shí)用新型的測(cè)試的回波損耗Sll圖； 圖5是本實(shí)用新型在10GHz的方向圖。
具體實(shí)施方式

以下參照附圖對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)和效果作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
本實(shí)用新型主要由一塊長(zhǎng)為 ，寬1.8;i 2.(U的雙面敷銅介質(zhì)板1加工 而成，該介質(zhì)板的厚度為0.5~1毫米，介電常數(shù)為2.3 4.5，該介質(zhì)板板的兩面通過光 刻加工而不同形狀的金屬薄層形成天線結(jié)構(gòu)。其中質(zhì)板板的一面分別形成輻射體2、 饋電傳輸線3和饋電傳輸線的地面8，如1和圖2所示。
參照?qǐng)D1和圖3，介質(zhì)板1的一面為輻射體2和饋電傳輸線3，輻射體2的形狀 為開有槽縫的兩個(gè)對(duì)稱刀形。每個(gè)刀形的兩個(gè)直角邊上分別開了兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形垂 直縫隙4和水平縫隙6，刀形的另一邊為漸變指數(shù)線5。該漸變指數(shù)線的方程為 y = (0.6 0.8)e(aG5~a°9)x ， x為直角坐標(biāo)的橫坐標(biāo)，y為縱坐標(biāo)。
參照?qǐng)D2，饋電傳輸線的地面為一長(zhǎng)方形金屬面，長(zhǎng)al為0.74;L 0.78;t,寬bl 為0.72A 0.75;i，確保金屬面窄邊bl邊緣的中部位于同軸接頭接入點(diǎn)位置，且同軸 接頭的外導(dǎo)體與金屬面用焊錫焊牢。
參照?qǐng)D3，對(duì)輻射體和饋電傳輸線進(jìn)行光刻加工，輻射體2的左面為饋電傳輸網(wǎng) 絡(luò)，饋電傳輸線3與同軸接頭在其連接點(diǎn)7處構(gòu)成饋電點(diǎn)。該輻射體2的長(zhǎng)a為 1.7;i 1.9;i，寬b為1.8A 2.(U;八個(gè)縫中，兩個(gè)相鄰縫間距c為0.18;i 0.22;L， 縫4到介質(zhì)板右端的距離和縫6到介質(zhì)板上下底邊的距離d均為0'48;i (X53;i ，八個(gè)縫隙的寬度e均為0.02;i 0.04;i，靠近饋電網(wǎng)絡(luò)端四個(gè)水平方向縫的長(zhǎng)度n為
0.15;i o.i7;l，遠(yuǎn)離饋電網(wǎng)絡(luò)端四個(gè)垂直方向縫的長(zhǎng)度m為o.i2;i o.i4;l，饋電傳 輸線的間距w為o.02;i o.o4;i;饋電傳輸線中間臺(tái)階的高h(yuǎn)為o.22;i o.24;L，中間
臺(tái)階距介質(zhì)板左端邊線的距離g為0.35;i 0.45A，臺(tái)階的寬k為0.2U 0.23;i，輻
射體左端中間部分為兩條斜線，斜線左端與饋電傳輸線相接，接點(diǎn)距介質(zhì)板左端邊線
的距離p為0.78;t 0.82;i ，斜線右端距輻射體上下兩端邊線的距離s為 0.68/1 0.72;i。同軸接頭的內(nèi)導(dǎo)體與饋電傳輸線在接頭7用焊錫焊牢。
本實(shí)用新型的效果可通過實(shí)測(cè)進(jìn)一步說明
本實(shí)用新型在3.525GHz 15GHz頻段，按照?qǐng)D1~圖3所示的結(jié)構(gòu)制作了一個(gè)小 型超寬帶平面天線。經(jīng)實(shí)際仿真和測(cè)試，其天線的電性能指標(biāo)如圖4 圖5所示。
圖4中Sll頻率特性曲線標(biāo)示的1、 2、 3點(diǎn)的頻率分別為4.67GHz、 7.91GHz、 14.66GHz，對(duì)應(yīng)的回波損耗分別為-8.037dB、 -9.079 dB 、 -11.498 dB。從圖4可見， 本天線在3.525GHz 15GHz頻帶范圍內(nèi)輸入回波損耗最大為-5dB，對(duì)應(yīng)的電壓駐波比 小于4。
圖5中方向圖的實(shí)線和點(diǎn)劃為分別為主極化的測(cè)量和計(jì)算結(jié)果，虛線為交叉極化 的結(jié)果。從圖5可見，本實(shí)用新型的方向性較強(qiáng)，交叉極化抑制效果較好。
以上實(shí)測(cè)表明，本實(shí)用新型具有良好的超寬帶特性，但天線的尺寸卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于 傳統(tǒng)的天線，可以用在小型超寬帶的各種應(yīng)用場(chǎng)合，對(duì)于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在 了解了本實(shí)用新型的內(nèi)容后，都可能在不背離本實(shí)用新型技術(shù)方案的情況下，進(jìn)行形 式和細(xì)節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒緦?shí)用新 型的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種小型超寬帶平面天線，包括介質(zhì)板(1)，輻射體(2)，饋電傳輸線(3)和饋電傳輸線地面(8)，其特征在于介質(zhì)板(1)的兩面分別敷不同形狀的金屬薄層，一面為輻射體(2)和饋電傳輸線(3)，另一面為饋電傳輸線的地面(8)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶平面天線，其特征在于輻射體(2)的形狀為開有槽 縫的兩個(gè)對(duì)稱刀形。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的超寬帶平面天線，其特征在于每個(gè)刀形的兩個(gè)直角邊上 分別開了兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形垂直縫隙(4)和水平縫隙(6)，刀形的另一邊為漸變指數(shù)線 (5)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶平面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電傳輸線的地面(8) 為長(zhǎng)方形，長(zhǎng)度al為0.74;i (U8;i，寬度w為0.72;iU5;i。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的超寬帶平面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電傳輸線(3)與同 軸接頭在連接點(diǎn)(7)構(gòu)成饋電點(diǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超寬帶平面天線，其特征在于輻射體(2)的長(zhǎng)a為 1.7;L 1.9;L，寬b為L(zhǎng)8A 2'(U，輻射體左端中間部分為兩條斜線，斜線左端與饋電傳輸線相接，接點(diǎn)距介質(zhì)板左端邊線的距離p為0.78;i 0.82;i，斜線右端距輻射體上 下兩端邊線的距離s為0.68A ~ 0.72;i 。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超寬帶平面天線，其特征于在垂直縫隙(4)到介質(zhì)板右端 的距離和水平縫隙(6)到介質(zhì)板上下底邊的距離均為d，且d=0.48;i~(K53;L 。
8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的超寬帶平面天線，其特征在于垂直縫隙(4)的長(zhǎng)度ra為 0-12A 0*14/1，水平縫隙6的長(zhǎng)度n為(U5;i (U7A，每個(gè)縫隙的寬度e均為 0.02/1 0.0"，兩縫間距c為0.18義~ 0.22;i 。
9. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的超寬帶平面天線結(jié)構(gòu)，其特征在于饋電傳輸線中間設(shè)有 臺(tái)階，該臺(tái)階的高h(yuǎn)為0.22;i 0.24;i，臺(tái)階距介質(zhì)板左端邊線的距離g為 0.45;i ，臺(tái)階的寬k為0.2U 0.23;i ，饋電傳輸線(3)的間距w為0.02;i ~ o.o"
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種小型超寬帶平面天線。該天線主要由介質(zhì)板(1)，金屬輻射體(2)，饋電傳輸線(3)和饋電傳輸線地面(8)組成。其中輻射體形狀為開有槽縫的兩個(gè)對(duì)稱刀形，在每個(gè)刀形的兩個(gè)直角邊上分別開了兩個(gè)細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方形縫隙(4)和(6)，刀形的另一邊為指數(shù)線(5)。整個(gè)天線通過同軸接頭饋電，同軸接頭與饋電傳輸線的連接點(diǎn)為(7)；天線采用一塊雙面敷銅介質(zhì)板制作而成。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在3.525GHz～15GHz頻段的范圍內(nèi)電壓駐波比小于4，方向性較強(qiáng)，交叉極化抑制效果較好?？捎糜跈C(jī)載雷達(dá)、無線通信和微波成像中。
文檔編號(hào)H01Q13/10GK201345417SQ20092003164
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年1月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月8日
發(fā)明者宏 唐, 厚 張, 徐海洋, 劍 王 申請(qǐng)人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)導(dǎo)彈學(xué)院