專利名稱：一種用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及ー種超寬帶槽線天線，特別是ー種用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線。
背景技術(shù)：
毫米波技術(shù)廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、制導(dǎo)、導(dǎo)航、遙感和無線通信等領(lǐng)域，而毫米波天線成為系統(tǒng)的核心器件之一，特別是寬頻帶、小型化的天線越來越受到廣泛的關(guān)注。毫米波成像人體安檢系統(tǒng)中，用于人體掃描的天線陣中的天線單元有多種形式，例如槽線天線、貼片天線、波導(dǎo)、偶極子單元和介質(zhì)桿單元等。由于槽線天線具有良好的時(shí)域特性、非色散特性、體積小、重量輕、可靠性高、一致性好等優(yōu)點(diǎn)而在毫米波成像人體安檢系統(tǒng)中逐漸得到應(yīng)用。目前，用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的傳統(tǒng)天線主要有喇叭天線和介質(zhì)天線，其中介質(zhì)天線用低介電常數(shù)(相對(duì)介電常數(shù)約為1. 5-3. 0)的介質(zhì)材料制成，主要由匹配段和雙向漸變的輻射段等組成；喇叭天線主要由4塊張開成V字形的三角平板組成，利用波導(dǎo)進(jìn)行饋電。由于介質(zhì)材料較軟，介質(zhì)天線的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工難度大，一致性差。喇叭天線的增益較低，旁瓣過高，全頻段內(nèi)的天線特性差。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線。本實(shí)用新型提供的槽線天線包括介質(zhì)基板、第一阻抗匹配段、第二阻抗匹配段、第三阻抗匹配段、微帶短截線、槽線諧振腔、槽線和輻射段；所述第一阻抗匹配段、所述第二阻抗匹配段、所述第三阻抗匹配段和所述微帶短截線鍍?cè)谒鼋橘|(zhì)基板的ー側(cè)；所述槽線諧振腔和所述槽線位于所述介質(zhì)基板的另ー側(cè)，在該側(cè)除所述槽線諧振腔和所述槽線外的其余部分為所述輻射段，所述輻射段上覆蓋有金屬導(dǎo)體層；所述槽線諧振腔為帶有開ロ的圓環(huán)狀凹槽，所述槽線為喇叭狀的凹槽，且所述槽線諧振腔的開ロ處與所述槽線的最窄端相連接。優(yōu)選地，所述介質(zhì)基板用相對(duì)介電常數(shù)為1-10的聚四氟乙烯或聚苯乙烯材料制成。優(yōu)選地，所述第一阻抗匹配段為彎曲的50Ω標(biāo)準(zhǔn)微帶線，所述第二阻抗匹配段和所述第三阻抗匹配段為直微帶線。優(yōu)選地，所述微帶短截線的形狀為扇形，其半徑和圓心角通過計(jì)算機(jī)仿真確定。優(yōu)選地，所述微帶短截線的等效長度等于所述槽線天線的四分之一工作波長。優(yōu)選地，所述槽線諧振腔的直徑等于所述槽線天線的四分之一工作波長。優(yōu)選地，所述槽線最窄端的寬度為所述槽線天線的工作波長的1. 5-2. 5%。優(yōu)選地，所述輻射段的總長度為所述槽線天線的工作波長的4-8倍，最寬處的寬度為所述槽線天線的低頻截止頻率所對(duì)應(yīng)波長的1-1. 5倍。[0013]本實(shí)用新型具有如下有益效果本實(shí)用新型提供的槽線天線在26. 5-40GHZ全頻段內(nèi)的駐波小于1. 25，其在 26. 5-40GHZ全頻段內(nèi)的增益為13_15dB，主瓣電平與旁瓣電平的比值大于15dB，主瓣3dB波瓣寬度為觀-48度，天線特性良好。

圖1為本實(shí)用新型的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線一側(cè)的示意圖；圖2為本實(shí)用新型的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線另ー側(cè)的示意圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容作進(jìn)ー步的描述。本實(shí)用新型提供的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線包括介質(zhì)基板1、第一阻抗匹配段2、第二阻抗匹配段3、第三阻抗匹配段4、微帶短截線5、槽線諧振腔 6、槽線7和輻射段8 ；所述第一阻抗匹配段2、所述第二阻抗匹配段3、所述第三阻抗匹配段 4和所述微帶短截線5鍍?cè)谒鼋橘|(zhì)基板1的ー側(cè)；所述槽線諧振腔6和所述槽線7位于所述介質(zhì)基板1的另ー側(cè)，在該側(cè)除所述槽線諧振腔6和所述槽線7外的其余部分為所述輻射段8，所述輻射段8上覆蓋有金屬導(dǎo)體層；所述槽線諧振腔6為帶有開ロ的圓環(huán)狀凹槽， 所述槽線7為喇叭狀的凹槽，且所述槽線諧振腔6的開ロ處與所述槽線7的最窄端相連接。所述介質(zhì)基板1用例如相對(duì)介電常數(shù)為3的聚四氟乙烯材料制成，其厚度為 0.25mm。所述第一阻抗匹配段2為彎曲的50 Ω標(biāo)準(zhǔn)微帶線，所述第二阻抗匹配段3和所述第三阻抗匹配段4為直微帶線。所述第一阻抗匹配段2、所述第二阻抗匹配段3和所述第三阻抗匹配段4的厚度例如為0. 0005mm，所述第一阻抗匹配段2的長度和寬度例如分別為 5. 5mm和0. 7mm，所述第二阻抗匹配段3的長度和寬度例如分別為1. 7mm和0. 3mm，所述第三阻抗匹配段4的長度和寬度例如分別為0. 3mm和0. 11mm。所述微帶短截線5的形狀為扇形，其半徑和圓心角通過計(jì)算機(jī)仿真確定。所述微帶短截線5的等效長度等于所述槽線天線的四分之一工作波長。在本實(shí)施例中，所述微帶短截線5的圓心角例如為45度，其直徑例如為1mm。所述槽線諧振腔6的直徑等于所述槽線天線的四分之一工作波長。在本實(shí)施例中，所述槽線諧振腔6的直徑例如為1. 8mm。所述槽線7最窄端的寬度為所述槽線天線的工作波長的1.5-2.5%。在本實(shí)施例中，所述槽線7最窄端的寬度例如為0.3mm，其長度例如為5. 2mm。所述輻射段8的總長度為所述槽線天線的工作波長的4_8倍，最寬處的寬度為所述槽線天線的低頻截止頻率所對(duì)應(yīng)波長的1-1. 5倍。所述槽線天線在26. 5-40GHZ全頻段內(nèi)的駐波小于1.25，其在26. 5-40GHZ全頻段內(nèi)的增益為13_15dB，主瓣電平與旁瓣電平的比值大于15dB，主瓣3dB波瓣寬度為觀-48度。應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行的詳細(xì)說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在閱讀本實(shí)用新型說明書的基礎(chǔ)上可以對(duì)各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實(shí)用新型各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求1.用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在于，該槽線天線包括介質(zhì)基板(1)、第一阻抗匹配段O)、第二阻抗匹配段(3)、第三阻抗匹配段G)、微帶短截線 (5)、槽線諧振腔(6)、槽線(7)和輻射段(8)；所述第一阻抗匹配段O)、所述第二阻抗匹配段(3)、所述第三阻抗匹配段(4)和所述微帶短截線( 鍍?cè)谒鼋橘|(zhì)基板(1)的ー側(cè)；所述槽線諧振腔(6)和所述槽線(7)位于所述介質(zhì)基板(1)的另ー側(cè)，在該側(cè)除所述槽線諧振腔(6)和所述槽線(7)外的其余部分為所述輻射段(8)，所述輻射段(8)上覆蓋有金屬導(dǎo)體層；所述槽線諧振腔(6)為帶有開ロ的圓環(huán)狀凹槽，所述槽線(7)為喇叭狀的凹槽，且所述槽線諧振腔(6)的開ロ處與所述槽線(7)的最窄端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述介質(zhì)基板(1)用相對(duì)介電常數(shù)為1-10的聚四氟乙烯或聚苯乙烯材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述第一阻抗匹配段O)為彎曲的50Ω標(biāo)準(zhǔn)微帶線，所述第二阻抗匹配段(3)和所述第三阻抗匹配段(4)為直微帶線。
4.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述微帶短截線(5)的形狀為扇形，其半徑和圓心角通過計(jì)算機(jī)仿真確定。
5.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述微帶短截線(5)的等效長度等于所述槽線天線的四分之一工作波長。
6.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述槽線諧振腔(6)的直徑等于所述槽線天線的四分之一工作波長。
7.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述槽線(7)最窄端的寬度為所述槽線天線的工作波長的1.5-2.5%。
8.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述輻射段(8)的總長度為所述槽線天線的工作波長的4-8倍，其最寬處的寬度為所述槽線天線的低頻截止頻率所對(duì)應(yīng)波長的1-1. 5倍。
9.如權(quán)利要求1所述的用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，其特征在干，所述槽線天線在26. 5-40GHZ全頻段內(nèi)的駐波小于1. 25，其在26. 5-40GHz全頻段內(nèi)的增益為13-15dB，主瓣電平與旁瓣電平的比值大于15dB，主瓣3dB波瓣寬度為觀_48度。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種用于毫米波成像人體安檢系統(tǒng)的超寬帶槽線天線，該槽線天線包括介質(zhì)基板(1)、第一阻抗匹配段(2)、第二阻抗匹配段(3)、第三阻抗匹配段(4)、微帶短截線(5)、槽線諧振腔(6)、槽線(7)和輻射段(8)；所述第一阻抗匹配段(2)、所述第二阻抗匹配段(3)、所述第三阻抗匹配段(4)和所述微帶短截線(5)鍍?cè)谒鼋橘|(zhì)基板(1)的一側(cè)；所述槽線諧振腔(6)和所述槽線(7)位于所述介質(zhì)基板(1)的另一側(cè)，在該側(cè)除所述槽線諧振腔(6)和所述槽線(7)外的其余部分為所述輻射段(8)，所述輻射段(8)上覆蓋有金屬導(dǎo)體層；所述槽線諧振腔(6)為帶有開口的圓環(huán)狀凹槽，所述槽線(7)為喇叭狀的凹槽，且所述槽線諧振腔(6)的開口處與所述槽線(7)的最窄端相連接。
文檔編號(hào)H01Q1/38GK202308310SQ20112042147
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2011年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月30日
發(fā)明者年豐, 方維海, 柏兵, 王暖讓 申請(qǐng)人:北京無線電計(jì)量測(cè)試研究所