紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备，所述紧凑型超宽带天线包括接地层、介质层、辐射单元以及馈电单元；所述介质层包括一可容置辐射单元和接地层的矩形介质板；所述接地层与所述辐射单元分别铺设于所述矩形介质板相对的两侧表面；所述辐射单元包括用于形成超宽频谐振的圆形贴片天线和锥形贴片天线，所述锥形贴片天线相对较宽的一端与所述馈电单元连接、另一端与所述圆形贴片天线连接。与现有技术相比，本实用新型专利技术将接地层和辐射单元设置于介质层两侧，减小了紧凑型超宽带天线的体积，并通过圆形贴片天线和锥形贴片天线生成超宽频谐振，提高了分辨率，且本实用新型专利技术的天线结构简单，整体成本更低。体成本更低。体成本更低。

【技术实现步骤摘要】
紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备


[0001]本技术涉及紧凑型超宽带天线技术，特别是一种紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备。

技术介绍

[0002]微波毫米波生物组织成像因其具有非电离、辐射小、成本低、疼痛小、无创等特点，被认为是一种很有前途的疾病诊断和监测工具，受到国内外学者的广泛关注。健康组织和肿瘤组织的介电对比度代表了微波成像用于癌症检测的基础。天线作为微波毫米波生物组织成像系统中核心零件，其探测性能直接影响成像效果，这类天线需要具备超宽带、良好的阻抗匹配、高反射系数、良好的增益、小尺寸、定向辐射、时域特性好等特点，才能获得准确的成像信息。现有的超宽带天线在应用于微波生物成像时分辨率低、结构复杂、成本高而且体积庞大。
[0003]因此，如何设计一种分辨率高、结构简单、成本低且体积小的紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备，是业界亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中的不足，本技术提出一种紧凑型超宽带天线及用于微波毫米波生物组织成像的设备，以解决超宽带天线在应用于微波毫米波生物组织成像时分辨率低、结构复杂、成本高且体积庞大的问题。
[0005]本技术的技术方案为，提出了一种紧凑型超宽带天线，包括接地层、介质层、辐射单元以及馈电单元；
[0006]所述介质层包括一可容置辐射单元和接地层的矩形介质板；
[0007]所述接地层与所述辐射单元分别铺设于所述介质板相对的两侧表面；
[0008]所述辐射单元包括用于形成超宽频谐振的圆形贴片天线和锥形贴片天线，所述锥形贴片天线相对较宽的一端与所述馈电单元连接、另一端与所述圆形贴片天线连接。
[0009]进一步，所述介质层采用RT Duroid 5870玻璃微纤维和介电常数为2.33、厚度为1.57mm、损耗角正切为0.0012的介质板制成。
[0010]进一步，所述馈电单元为微带线，其设于所述矩形介质板的底边中心。
[0011]进一步，所述接地层的形状为一带有半圆槽的椭圆形，且所述接地层的两侧与所述介质层的侧边相切、底边与所述介质层的底边贴合。
[0012]进一步，所述接地层的顶部高度不超过所述介质层的顶边，所述半圆槽设于所述接地层的顶部中心处。
[0013]进一步，所述圆形贴片天线为2.45
‑
25GHz的贴片天线。
[0014]进一步，所述馈电单元的特性阻抗为50欧姆。
[0015]进一步，所述矩形介质板上铺设有铜层，所述铜层的厚度为8
‑
70um。
[0016]本技术还提出了一种用于微波毫米波生物组织成像的设备，其采用上述方案
中的紧凑型超宽带天线。
[0017]与现有技术相比，本技术至少具有如下有益效果：
[0018]1、接地层和辐射单元设于介质层的两侧，减小了超宽带天线的体积；
[0019]2、辐射单元由圆形贴片天线和锥形贴片天线构成，能够生成超宽频谐振，提高了超宽带天线的分辨率；
[0020]3、紧凑型超宽带天线结构简单，整体成本较低。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本技术一种紧凑型超宽带天线的正面辐射单元结构示意图；
[0023]图2为本技术紧凑型超宽带天线接地层一侧的结构示意图；
[0024]图3为本技术紧凑型超宽带天线在自由空间中无障碍时的S11参数；
[0025]图4为本技术紧凑型超宽带天线的增益参数；
[0026]图5为本技术紧凑型超宽带天线在3.6GHz的2D radiation patten 参数。
具体实施方式
[0027]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0028]由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本技术的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本技术的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
[0029]下面结合附图以及实施例对本技术的原理及结构进行详细说明。
[0030]现有的超宽带天线在应用于微波毫米波生物成像时分辨率低、结构复杂、成本高且体积庞大，本技术的思路在于，提出一种紧凑型超宽带天线，其包括接地层、介质层、辐射单元及馈电单元组成，通过将接地层与辐射单元设于介质层的两侧，减小超宽带天线的体积，并通过圆形贴片天线和锥形贴片天线生成超宽频谐振，提高超宽带天线的分辨率。
[0031]请参见图1及图2，本技术提出的紧凑型超宽带天线包括：接地层、介质层、辐射单元以及馈电单元；
[0032]其中，介质层由RT Duroid 5870玻璃微纤维和介电常数为2.33、厚度为1.57mm、损耗角正切为0.0012的介质板制成，其介质板形状为矩形，并可容置接地层和辐射单元铺设于其表面，其既可满足超宽带天线中正常的信号传输，又能减小整体的厚度及体积。
[0033]其接地层和辐射单元分别铺设于介质层相对的两侧表面，以进一步减小超宽带天线的体积；
[0034]辐射单元通过圆形贴片天线和锥形贴片天线组成，其圆形贴片天线作有改进，结构如图1中锥形以上部分，整体为轴对称图形，其可与下方的锥形贴片天线配合，生成超宽频谐振，以提高超宽带天线的分辨率；
[0035]锥形贴片天线相对较窄的一端朝向圆形贴片天线，并于圆形贴片天线连接、相对较宽的一端朝下，并与馈电单元连接，以保证超宽带天线的正常工作。
[0036]进一步的，馈电单元采用微带线，其为支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，与传统的金属波导相比，微带线的体积更小、重量更轻，适用的频带更宽、可靠性更高且成本更低。
[0037]其馈电单元的形状呈矩形，并设于介质层的底边中心，使辐射单元与馈电单元合并成一个整体的导电单元，以保证超宽带天线的正常工作。
[0038]请参见图2，接地层的形状为一带有半圆槽的椭圆形，且接地层的两侧分别与介质层的两侧边相切、底部与介质层的底边相互贴合，该设置方式，可在减小超宽带天线体积的同时，为辐射单元提供超宽频的工作环节，以便超宽频谐振的发生。
[0039]进一步的，接地层的顶部高度不超过介质层的顶边，半圆槽设于接地层的顶部中心本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.紧凑型超宽带天线，其特征在于，包括接地层、介质层、辐射单元以及馈电单元；所述介质层包括一可容置辐射单元和接地层的矩形介质板；所述接地层与所述辐射单元分别铺设于所述矩形介质板相对的两侧表面；所述辐射单元包括用于形成超宽频谐振的圆形贴片天线和锥形贴片天线，所述锥形贴片天线相对较宽的一端与所述馈电单元连接、另一端与所述圆形贴片天线连接。2.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带天线，其特征在于，所述介质层采用RT Duroid 5870玻璃微纤维和介电常数为2.33、厚度为1.57mm、损耗角正切为0.0012的介质板制成。3.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带天线，其特征在于，所述馈电单元为微带线，其设于所述矩形介质板的底边中心。4.根据权利要求1所述的紧凑型超宽带天线，其特征在于，所述接地层的形状为一带有半...

【专利技术属性】
技术研发人员：王露露，
申请(专利权)人：深圳技术大学，
类型：新型
国别省市：