本发明专利技术涉及一种ＵＨＦ波段小型化宽带宽波束缝隙天线。它由一个天线面板和一个矩形反射腔构成。天线面板由双面覆铜介质基板制成，在介质基板一侧印制的金属接地板上开矩形缝隙，作为主要辐射源，获得较稳定的宽波束方向图；另一侧有倒∏形微带终端馈源，并通过渐变的微带线与ＳＭＡ接头连接，以获得宽带阻抗特性；通过一个金属反射腔来达到单向辐射，也提高了天线的增益，同时将降低天线的工作频率，相当于减小了天线的尺寸。本天线能获得超过２个倍频程的阻抗带宽（电压驻波比ＶＳＷＲ≤３）；在带宽范围内，波束宽度θ↓［３ｄＢＥ］≥１２０°（Ｅ面）、θ↓［３ｄＢＨ］≥７５°（Ｈ面），增益达５．５～７．５ｄＢｉ；天线面板长边尺寸约为最长工作波长的１／２。本天线结构简单，相对尺寸较小，容易加工，便于与有源电路集成。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种UHF波段小型化宽带宽波束缝隙天线，该天线既可用于接收也可用于发射无线电波。在军事方面，可用作电子侦察、电子干扰及探地雷达等宽频带无线电设备的终端天线。在民用方面，可作为卫星和飞机无线电测地系统及其它宽频带应用的终端天线等。研究背景现代电子战设备正向多功能一体化、小型集成化、模块化、智能化的方向不断发展。传统的宽带宽波束天线如螺旋天线、介质天线等，体积较大，增益较低，已难以与先进的高集成系统相适应，研究小型化、宽波束、高增益宽带天线已变得日益重要。缝隙天线以其平面结构且易与载体共形，馈电网络与天线结构一起集成等优点，自从上世纪40年代起就受到广泛的关注，发展到今天，宽带缝隙天线主要分为三类渐变缝隙天线、共面波导(CPW)馈电缝隙天线和微带馈电缝隙天线。渐变缝隙天线如Vivaldi天线，能在一个很宽频带内稳定工作(钟顺时，微带天线理论与应用，西安电子科技大学出版社，1991116-126)。但是这种天线的应用也受到一定的限制，因为它是一种端射天线，纵向尺寸大，不便与平面电路集成。共面波导馈电缝隙天线和微带馈电缝隙天线都具有边射方向图。共面波导馈电缝隙天线主要有蝶形、三角形等形式，其阻抗带宽达到40～75％，但其波束较窄(Jun-Wei Niu，Shun-Shi Zhong，ACPW-fed broadband slot antenna with linear taper.Microwave Optical TechnologyLetter，41(2004)，218-221)。微带馈电缝隙天线是在天线的接地面上开一个矩形或圆形的缝隙，通过另一侧的微带馈线作馈源来进行馈电。这种天线不但具有很宽的阻抗带宽，并且在其阻抗带宽内具有较宽的波束。但这种平面天线尺寸相对较大，因而基本上用于较高的频段，很少用于UHF/VHF波段。文献(Y.W.Jang，and A.Hiroyuki，Wideband and high-gain triple-offsets-fed ring slot antenna backed by a ground plane，Microwave Opt.Tech.Lett.41(2004)，161-163)工作于2.15～5.92GHz，圆形缝隙的半径为26mm，而天线面的大小为120mm×110mm，即长边约为其最长工作波长的1.16倍。文献(J.Y.Jan and J.W.Su，Bandwidth enhancement of a printed wide-slot antennawith a rotated slot，IEEE Trans.Antennas Propag.53(2005)，2111-2114)工作于3.4～5.6GHz，方形缝隙的边长为24.7mm，而天线面的大小为70mm×70mm，其长边约为其最长工作波长的1.26倍。文献(Feng-Wei Yao，Shun-Shi Zhong Wei-Wang andXian-Ling Liang，Wideband slot antenna with a novel microstrip feed，Microwave Opt.Tech.Lett.46(2005)，275-278)工作于1.55～5.66GHz，矩形缝隙的尺寸为52mm×33mm，而天线面的大小为100mm×85mm，其长边约为其最长工作波长的1.94倍。可见，这些缝隙天线的最大尺寸都是其最长工作波长的1至2倍，而UHF波段的波长又较长。因此，能否减小尺寸是很令人关心的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种UHF波段小型化宽带宽波束缝隙天线，不但阻抗频带宽并且具有较稳定的宽波束方向图特性，而且具有相对较小的尺寸，容易加工，便于与有源电路集成。本专利技术构思如下本专利技术主要是由一个倒П形微带终端作为激励馈源，并通过渐变的微带线与SMA接头连接，以获得宽带阻抗特性；采用矩形缝隙辐射，获得较稳定的宽波束方向图；通过一个金属反射腔来达到单向辐射，也提高了天线的增益，同时将降低天线的工作频率，相当于减小了天线的尺寸。根据上述专利技术构思，本专利技术采用下述技术方案一种UHF波段小型化宽带宽波束缝隙天线，由一个天线面板和一个金属反射腔构成；所述的天线面板由双面覆铜介质基板制成，在介质基板一侧印制的金属接地板上开辐射缝隙，另一侧有微带馈源，并通过微带线与SMA接头内导体连接，其特征在于a.所述的辐射缝隙采用矩形缝隙；b.所述的微带馈源采用倒П形终端，微带馈源与SMA接头之间连接的微带线采用渐变的微带线；c.所述的金属反射腔为矩形金属反射腔，加在介质基板后。定义λl为最低工作频率的波长，λh为最高工作频率的波长，λm为中心工作波长，即λm=12(λl+λh).]]>上述的矩形缝隙尺寸为长度L2＝(0.45±0.05)λl，宽度W2≈0.5L2。上述的П形微带终端尺寸为l1+d≈(0.5±0.05)λh，l1≈2.2d，l2≈4d，s≈1.8d，式中l1为П形两竖的高度，l2为П形横条的长度，d为П形竖条与矩形缝隙在П形所在平面上的投影之垂直中心线的距离，s为П形横条与矩形缝隙在П形所在平面上的投影之水平中心线的距离。渐变微带线参数rt≈1.5w，rb≈0.75w，式中rt为渐变微带线的顶端宽度，rb为渐变微带线的底端宽度，w为П形终端的П形条宽度。上述的矩形金属反射腔由金属铝板制成，其长度为L1＝(0.5±0.05)λl，宽度W1≈0.6L1，高度h1≈14λm.]]>介质基板的相对介电常数为2.5～4.5，其损耗角正切不大于10-3。本专利技术与现有技术相比，具有如下显著优点本专利技术采用倒П形终端作馈源，并通过渐变的微带线与SMA连接，实现了宽带特性；本专利技术天线在宽频带内具有较稳定的宽波束方向图；本专利技术采用矩形反射腔，有效降低了天线的工作频率，使微带缝隙天线以较小的尺寸工作于UHF波段。本天线能获得超过2个倍频程的阻抗带宽(电压驻波比VSWR≤3)；在带宽范围内，波束宽度θ3dBE≥120°(E面)、θ3dBH≥75°(H面)，增益达5.5～7.5dBi；天线面板长边尺寸约为最长工作波长的1/2。本天线设计精巧，结构简单，加工容易，便于与有源电路集成。附图说明图1是本专利技术的天线结构视图，图中的图(a)为天线面板的正视图，图(b)为天线面板的后视图，图(c)为天线的侧视图。图2是图1所示天线的实物照片图。图3是图1所示天线的实测驻波比图。图4是图1所示天线的400MHz频率的实测方向图，左边为yz平面，右边为xz平面。图5是图1所示天线的600MHz频率的实测方向图，左边为yz平面，右边为xz平面。图6是图1所示天线的800MHz频率的实测方向图，左边为yz平面，右边为xz平面。图7是图1所示天线的实测增益图。具体实施例方式本专利技术的一个优选实施例参见图1和图2。图2是根据某一频段而设计加工的实物斜视图。本UHF波段小型化宽带宽波束缝隙天线的结构如图1所示，它由一个天线面板1和一个金属反射腔2构成。天线面板由双面覆铜介质基板制成，在介质基板一侧印制的铜箔接地本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种ＵＨＦ波段小型化宽带宽波束缝隙天线，由一个天线面板（１）和一个金属反射腔（２）构成；所述的天线面板（１）由双面覆铜介质基板制成，在介质基板一侧印制的铜箔接地板（３）上开辐射缝隙，另一侧有微带馈源，并通过微带线与ＳＭＡ接头（７）内导体连接，而接头外导体与另一侧铜箔接地板相连，其特征在于：ａ．所述的辐射缝隙采用矩形缝隙（４）；ｂ．所述的微带馈源采用倒∏形终端（５），微带馈源与ＳＭＡ接头之间连接的微带线采用渐变的微带线（６）；ｃ．所述的金属反射腔为矩形金 属反射腔（２），加在介质基板后。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：钟顺时，梁仙灵，姚凤薇，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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