缝隙天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种缝隙天线，包括：介质板以及设置在介质板上的金属导体层，金属导体层关于介质板的中心纵轴线对称分布；金属导体层上刻有槽线，槽线所围区域的内部是金属层，槽线所围区域的外部是将金属镂空之后的缝隙结构，槽线包括依次连接的腔体槽线、平行槽线和开口槽线，其中，由腔体槽线合围共同形成多个依次连通的缝隙，平行槽线之间形成矩形缝隙且矩形缝隙与腔体槽线合围共同形成的缝隙连通，开口槽线之间形成喇叭状缝隙且喇叭状缝隙与矩形缝隙连通。本实用新型专利技术所提供的缝隙天线能够在保证天线特性不受影响的前提下大幅度减小天线尺寸。

【技术实现步骤摘要】
缝隙天线
本技术涉及通信
，更具体地，涉及一种缝隙天线。
技术介绍
vivaldi天线是一种通过微带传输线把能量耦合到金属导体层上并辐射的行波缝隙天线。图1所示为现有技术中典型的vivaldi天线从xz面观察到的侧视图，参照图1，微带传输线2和金属导体层1多通过印制工艺分别印制在介质板3的两侧。典型的vivaldi天线是由Gibson于1979年提出，参照图2，该种天线的金属导体层1上刻有按指数而渐变张开的槽线，该槽线不仅起到对电磁波辐射的引向作用，而且还通过槽线宽度的渐变激发出多个对应谐振频点，从而实现了vivaldi天线的宽频带特性。vivaldi天线一般是由微带传输线将能量引入，然后通过介质耦合方式将微带传输线与槽线进行能量转换，电磁波通过槽线向自由空间传递，其中，槽线的终端通常采用圆形腔作为谐振腔，而微带传输线的终端采用扇形支节作为开路终端以实现整个馈电部分的宽带匹配。现有的vivaldi天线为了保证较大的带宽和较高的增益，天线尺寸都比较大，难以实现小型化。一些改进方案通过增加电阻来改善天线阻抗特性，从而在保证同等增益的效果下缩小天线尺寸，但增加电阻势必会造成功率损耗。因而，目前亟需一种避免使用阻抗加载元件的方案实现天线的小型化。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本技术提供一种缝隙天线，能够在保证天线特性不受影响的前提下大幅度减小天线尺寸。本技术提供了一种缝隙天线，包括：介质板以及设置在所述介质板上的金属导体层，其中，所述金属导体层关于所述介质板的中心纵轴线对称分布；以及，所述金属导体层上刻有槽线，所述槽线所围区域的内部是金属层，所述槽线所围区域的外部是将金属镂空之后的缝隙结构，所述槽线包括依次连接的腔体槽线、平行槽线和开口槽线，其中，由所述腔体槽线合围共同形成多个依次连通的缝隙，所述平行槽线之间形成矩形缝隙且所述矩形缝隙与所述腔体槽线合围共同形成的缝隙连通，所述开口槽线之间形成喇叭状缝隙且所述喇叭状缝隙与所述矩形缝隙连通。可选地，所述金属导体层上刻有的槽线还包括横向槽线、纵向槽线和倾斜槽线，所述纵向槽线位于所述开口槽线的两侧，所述开口槽线、所述横向槽线、所述纵向槽线和所述倾斜槽线围成关于所述介质板的中心纵轴线对称的两个辐射臂，每一个所述辐射臂均呈字母β形状，其中，每个所述辐射臂包括由多个辐射支节组成的第一辐射贴片；且同一个所述第一辐射贴片上的多个所述辐射支节沿所述介质板纵向排列，并呈字母B形状。可选地，按所述开口槽线的开口增大方向，多个所述辐射支节的面积逐渐增加。可选地，每个所述辐射支节的边缘线包括至少一条线段，所述至少一条线段包括弧线和/或直线；以及，所述至少一条线段中相连接的两条线段平滑连接。可选地，所述开口槽线关于所述介质板的中心纵轴线对称分布；以及，按所述开口槽线的开口增大方向，最末端的所述辐射支节包括从外到内依次平滑连接的第一弧线、直线和第二弧线，其中，所述直线沿所述介质板横向，所述第二弧线和所述开口槽线平滑连接，所述第一弧线属于所述纵向槽线，所述直线和所述第二弧线构成所述横向槽线。可选地，所述中心纵轴线两侧的所述倾斜槽线分别靠近所述开口槽线但相互不平行，且在两个所述辐射臂中，每个所述辐射臂还包括：由所述倾斜槽线和所述开口槽线中的一段围成的不等宽过径；以及，按所述开口槽线的开口增大方向，所述不等宽过径位于首个所述辐射支节的起始端；沿所述开口槽线的开口增大方向，所述不等宽过径沿所述介质板横向的宽度逐渐增大，且所述不等宽过径和首个所述辐射支节连接处的宽度小于首个所述辐射支节沿所述介质板横向的任一处宽度。可选地，所述金属导体层上刻有的槽线还包括三折槽线，所述中心纵轴线两侧的三折槽线各自形成台阶状，所述台阶状的台阶面和所述中心纵轴线垂直且台阶起始面与所述开口槽线的起始端齐平，所述金属导体层还包括通过所述三折槽线、所述平行槽线和所述腔体槽线作为部分边缘线而围成的第二辐射贴片，所述第二辐射贴片包括：位于所述腔体槽线和所述平行槽线两侧以及所述腔体槽线起始端一侧的第一区域；位于所述不等宽过径远离所述中心纵轴线的一侧且和所述不等宽过径相隔的由所述台阶状中台阶标定的第二区域；以及，按所述开口槽线的开口增大方向，所述第二区域的起始端和所述第一区域的末端连通。可选地，所述腔体槽线合围共同形成的缝隙，包括：依次连通的第一扇形缝隙、第一长条形缝隙、第二扇形缝隙和第二长条形缝隙，其中，所述第一扇形缝隙与所述第二扇形缝隙的开口大小和具体尺寸完全相同；所述第一长条形缝隙和所述第二长条形缝隙的横向宽度相同，但所述第一长条形缝隙的纵向长度比所述第二长条形缝隙的纵向长度要长；所述第一扇形缝隙和所述矩形缝隙连通。可选地，所述缝隙天线还包括：两个寄生贴片，其中，所述寄生贴片为λ/4的偶极子天线贴片，λ为自由空间内所述缝隙天线最低工作频率所对应波长；两个所述寄生贴片与所述金属导体层位于所述介质板的相对两侧且两个所述寄生贴片位于所述介质板上的馈电处；两个所述寄生贴片在所述金属导体层的投影对称分布于所述中心纵轴线的两侧。可选地，所述缝隙天线设置有多个过孔，所述多个过孔关于所述介质板的中心纵轴线对称分布且位于所述缝隙天线上两个所述寄生贴片所处的位置。可选地，所述缝隙天线还包括微带传输线，所述微带传输线与所述金属导体层设置于所述介质板的相对两侧，所述微带传输线包括依次连接的第一直线支节、第二直线支节和扇形支节，其中，所述第一直线支节的始端作为所述微带传输线的始端以进行馈电，所述第一直线支节的直径大于所述第二直线支节的直径。本技术的有益效果是：本技术所提供的缝隙天线，由腔体槽线合围共同形成多个依次连通的缝隙，平行槽线之间形成矩形缝隙且矩形缝隙与腔体槽线合围共同形成的缝隙连通，开口槽线之间形成喇叭状缝隙且喇叭状缝隙与矩形缝隙连通，其中，腔体槽线合围共同形成的多个依次连通的缝隙能更好地实现天线阻抗的匹配，从而便于在保证同等增益的效果下缩小天线尺寸；两个辐射臂中，中心纵轴线左侧的纵向槽线位于左侧的开口槽线和介质板的左侧边之间，中心纵轴线右侧的纵向槽线位于右侧的开口槽线和介质板的右侧边之间，即，将金属导体层位于开口槽线两侧的边缘线缩回到介质板的对应边缘线内侧，从而使得天线表面更多电流汇聚于槽线附近，因而有效提高了天线的辐射能力，即无需天线较大电场耦合面积则可提高天线增益，同样有利于缝隙天线的小型化，达到了在保证天线特性不受影响的前提下可大幅度减小天线尺寸的技术效果。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出现有技术中典型vivaldi天线从xz面观察到的侧视图；图2示出现有技术中典型vivaldi天线从xy面观察到的俯视图；图3示出本技术缝隙天线的爆炸本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缝隙天线，其特征在于，包括：介质板以及设置在所述介质板上的金属导体层，其中，/n所述金属导体层关于所述介质板的中心纵轴线对称分布；以及，/n所述金属导体层上刻有槽线，所述槽线所围区域的内部是金属层，所述槽线所围区域的外部是将金属镂空之后的缝隙结构，所述槽线包括依次连接的腔体槽线、平行槽线和开口槽线，其中，/n由所述腔体槽线合围共同形成多个依次连通的缝隙，所述平行槽线之间形成矩形缝隙且所述矩形缝隙与所述腔体槽线合围共同形成的缝隙连通，所述开口槽线之间形成喇叭状缝隙且所述喇叭状缝隙与所述矩形缝隙连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种缝隙天线，其特征在于，包括：介质板以及设置在所述介质板上的金属导体层，其中，
所述金属导体层关于所述介质板的中心纵轴线对称分布；以及，
所述金属导体层上刻有槽线，所述槽线所围区域的内部是金属层，所述槽线所围区域的外部是将金属镂空之后的缝隙结构，所述槽线包括依次连接的腔体槽线、平行槽线和开口槽线，其中，
由所述腔体槽线合围共同形成多个依次连通的缝隙，所述平行槽线之间形成矩形缝隙且所述矩形缝隙与所述腔体槽线合围共同形成的缝隙连通，所述开口槽线之间形成喇叭状缝隙且所述喇叭状缝隙与所述矩形缝隙连通。


2.根据权利要求1所述的缝隙天线，其特征在于，所述金属导体层上刻有的槽线还包括横向槽线、纵向槽线和倾斜槽线，所述纵向槽线位于所述开口槽线的两侧，所述开口槽线、所述横向槽线、所述纵向槽线和所述倾斜槽线围成关于所述介质板的中心纵轴线对称的两个辐射臂，每一个所述辐射臂均呈字母β形状，其中，
每个所述辐射臂包括由多个辐射支节组成的第一辐射贴片；
且同一个所述第一辐射贴片上的多个所述辐射支节沿所述介质板纵向排列，并呈字母B形状。


3.根据权利要求2所述的缝隙天线，其特征在于，按所述开口槽线的开口增大方向，多个所述辐射支节的面积逐渐增加。


4.根据权利要求2所述的缝隙天线，其特征在于，
每个所述辐射支节的边缘线包括至少一条线段，所述至少一条线段包括弧线和/或直线；
以及，所述至少一条线段中相连接的两条线段平滑连接。


5.根据权利要求2所述的缝隙天线，其特征在于，
所述开口槽线关于所述介质板的中心纵轴线对称分布；
以及，按所述开口槽线的开口增大方向，最末端的所述辐射支节包括从外到内依次平滑连接的第一弧线、直线和第二弧线，其中，
所述直线沿所述介质板横向，所述第二弧线和所述开口槽线平滑连接，所述第一弧线属于所述纵向槽线，所述直线和所述第二弧线构成所述横向槽线。


6.根据权利要求3所述的缝隙天线，其特征在于，所述中心纵轴线两侧的所述倾斜槽线分别靠近所述开口槽线但相互不平行，且在两个所述辐射臂中，每个所述辐射臂还包括：由所述倾斜槽线和所述开口槽线中的一段围成的不等宽过径；
以及，按所述开口槽线的开口增大方向，所述不等宽过径位于首个所述辐射支节的起始端；
沿所述开口槽线的开口增大方向，所述不等宽过径沿所述介质板横...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，李长江，马冰，
申请(专利权)人：西安光启尖端技术研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61