使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线制造技术

使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线是一种结构简单、成本低廉、易于批量制造，工作频带较宽、增益增强型天线。它是在常规渐变槽线天线的宽槽区蚀刻３～７根无源金属条带，通过金属栅条对传输能量的引向作用，引导大部分能量沿主向辐射，进而提高天线增益、改善原天线性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种渐变槽线天线性能改善方案，尤其是工作在微波频段的渐变槽 线天线。
技术介绍
目前，国内外用于微波频段的渐变槽线天线沿宽度渐变的槽隙导行并向前辐射 电磁波，具有较宽频带、中等增益等特点。要进一步展宽频带或提高增益，需要成 倍地增加天线长度，受结构和应用的限制。国外曾报导用介质杆加载提高增益的方 案，但仍然增加了长度、而且不能印刷制造。
技术实现思路
技术问题本专利技术提出一种使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线，对于定向 辐射的对称渐变槽线天线，可在不增加天线长度的条件下提高增益；对于波束赋形 的非对称渐变槽线天线，可在宽频带范围内提高波束覆盖效率。本技术还利于批量 制造、降低成本。技术方案本专利技术为解决其技术问题所采用的技术方案是渐变槽线天线、金 属栅条位于介质板的正面，馈电环节位于介质板的反面，在渐变槽线天线中的宽槽 区内设有3 7根沿渐变槽线天线中心轴分布的金属栅条，金属栅条的间距取0. 15 0.40/1,每根条带的长度0.26 0.44;i，宽度取0. 004 0. 01 ;i,义为所应用的领 域的中心频率波长；在宽槽区的最窄处连接条状槽区，该条状槽区的另一端连接圆 形槽线谐振腔；馈电环节位于条状槽区反面的介质板上。馈电环节由微带-槽线的耦 合段、阻抗匹配段和微带90。折角段相接而成。金属栅条有3 7根。有益效果由于采用了上述技术方案，本专利技术与现有的技术相比具有如下的有 益效果(1)天线的增益比没有加载的渐变槽线有明显提高，相当于长度增加为原 结构的1.2倍。(2)金属栅条加在天线结构的内部，没有改变天线的轮廓尺寸。(3) 保持天线结构的全印刷化优点。(4)利用金属栅条的形状与布局可控制天线辐射的 波瓣图。附图说明图l是本专利技术的结构示意图图2是本专利技术中天线加载栅条前后仿真回波损失频响曲线 图3是本专利技术中天线加载栅条前后仿真增益频响曲线 图4是本专利技术中天线加载栅条前后天线的zoy剖面(E-面)的辐射方向图 图5是本专利技术中天线加载栅条前后天线的/oz剖面(H-面)的辐射方向图具体实施例方式金属贴片贴在介质基片2表面上，在介质基片2 —侧蚀刻渐变槽线天线1，在 天线的宽槽区23，与渐变槽线天线l同侧表面的主向上蚀刻3~7根金属栅条3，金 属栅条3的间距取0.15~0.40/1，每根条带的长度0.26 0.44义，宽度取 0.004 0.0l;i，义为所应用的领域的中心频率波长，金属栅条3加载位置沿天线的 端射方向，与渐变槽线天线l无电接触。在介质基片2的另一侧表面上蚀刻阶梯线 金属条带4，由三段不同宽度的微带线段，即微带-槽线的耦合段41、阻抗匹配段 42和微带90°折角段43相接而成。现对本专利技术的具体实施方式结合如下实施例及其附图作进一步详细描述。 采用厚0. 5 mra的介质(s r = 2. 2)基片2，介质基片长度84 mm，宽度49咖， 其一面为对称渐变槽线的金属层，另一面为微带馈线层。组成微带馈线的三段即微 带-槽线的耦合段41、阻抗匹配段42和微带90°折角段43分别为宽度0. 4腿，0. 75 mm， 1.55 mm;长度10. 6咖，5. 5 mm， 11.775 mm，微带馈线4通过槽线的窄槽区22 耦合对天线馈电，所述对称渐变槽线1和介质基片2通过微带馈线4与外部电路相 连。与渐变槽线天线1同侧表面的端射方向上刻蚀五根等间距相互平行金属栅条3， 其中第一栅条31长度11.475 mm，第二栅条32、第三栅条33、第四栅条34、第五 栅条35长度11.5 mm。利用CST公司的CST MICROWAVE STUDIO 2008对天线结构进行全波仿真分析， 优选出符合天线要求的几何尺寸，在5.7 8.2 GHz的频段内回波损耗小于-10 dB。在6. 9 8. 2 GHz的频段上，增益改善大于ldB，其中在8 GHz增益增加达2. 4 dB。权利要求1.一种使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线，其特征是渐变槽线天线(1)、金属栅条(3)位于介质板(2)的正面，馈电环节(4)位于介质板(2)的反面，在渐变槽线天线(1)中的宽槽区(23)内设有3～7根沿渐变槽线天线(1)中心轴分布的金属栅条(3)，金属栅条(3)的间距取0.15～0.40λ，每根条带的长度0.26～0.44λ，宽带取0.004～0.01λ，λ为所应用的领域的中心频率波长；在宽槽区(23)的最窄处连接条状槽区(22)，该条状槽区(22)的另一端连接圆形槽线谐振腔(21)；馈电环节(4)位于条状槽区(22)反面的介质板(2)上。2. 根据权利要求1所述的使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线，其特征是馈电 环节(4)由微带-槽线的耦合段(41)、阻抗匹配段(42)和微带90°折角段(43) 相接而成。3. 根据权利要求1所述的使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线，其特征是金属 栅条(3)有3 7根。全文摘要使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线是一种结构简单、成本低廉、易于批量制造，工作频带较宽、增益增强型天线。它是在常规渐变槽线天线的宽槽区蚀刻3～7根无源金属条带，通过金属栅条对传输能量的引向作用，引导大部分能量沿主向辐射，进而提高天线增益、改善原天线性能。文档编号H01Q3/24GK101409382SQ20081015653公开日2009年4月15日 申请日期2008年9月28日 优先权日2008年9月28日专利技术者朋 章, 章文勋 申请人:东南大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用无源金属栅条加载的渐变槽线天线，其特征是：渐变槽线天线（１）、金属栅条（３）位于介质板（２）的正面，馈电环节（４）位于介质板（２）的反面，在渐变槽线天线（１）中的宽槽区（２３）内设有３～７根沿渐变槽线天线（１）中心轴分布的金属栅条（３），金属栅条（３）的间距取０．１５～０．４０λ，每根条带的长度０．２６～０．４４λ，宽带取０．００４～０．０１λ，λ为所应用的领域的中心频率波长；在宽槽区（２３）的最窄处连接条状槽区（２２），该条状槽区（２２）的另一端连接圆形槽线谐振腔（２１）；馈电环节（４）位于条状槽区（２２）反面的介质板（２）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：章文勋，章朋，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]