一种基于高介电常数介质的长直行波天线制造技术

本发明专利技术属于微波行波天线技术领域，公开了一种基于高介电常数介质的长直行波天线，包括：长直水柱、长直储水管及同轴探针；所述长直水柱经介电常数75

【技术实现步骤摘要】
一种基于高介电常数介质的长直行波天线


[0001]本专利技术属于微波天线
，具体为一种基于高介电常数介质的长直行波天线。

技术介绍

[0002]近年来，使用高介电常数液体材料设计天线的思想因其易于可重构的特性而得到广泛关注，其中纯水又因具有常见易得、无色透明等特点而得到了尤其多的应用。水天线的设计与应用已成为天线工程研究的热点，该种天线往往具备价格低廉、结构简单、易于加工、高透明度、可重构等特点。
[0003]近期涌现出很多相关天线设计，其中香港城市大学陆贵文教授团队在《A water dense dielectric patch antenna》、《A Wideband and optically transparent water patch antenna with broadside radiation pattern》等论文中提出用薄水层构成天线。其中纯水部分更多起到阻隔能量而非辐射的效果。最终构成了纯水贴片天线，获得了极高的透明度与辐射效率，但其辐射方向图与传统微带贴片天线无异，不具备较高的方向性且带宽仍不够宽。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于针对现有注水贴片天线虽具有极高透明度与辐射效率，辐射方向图与传统微带贴片天线无异但辐射方向图与传统微带贴片天线无异，即微带贴片天线的方向性及带宽也不够宽，提出了一种基于高介电常数介质的长直行波天线。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采取如下技术方案：
[0006]所述基于高介电常数介质的长直行波天线，包括：长直储水管、长直水柱及同轴探针；长直储水管与长直水柱相连，同轴探针分别与长直储水管和长直水柱相连；
[0007]所述长直储水管的直径取值范围为0.04
‑
0.06介质波长λ；
[0008]所述长直储水管两端封口，于一侧靠近末端处留有供同轴探针伸入长直储水管内部的馈电孔，所述同轴探针通过馈电穿孔插入长直水柱内部进行同轴馈电；
[0009]所述于一侧靠近末端处，具体为：同轴探针距离一端长直储水管的水管壁不大于0.03介质波长。
[0010]所述长直水柱为常温常压下介电常数范围为75
‑
81的纯净水。
[0011]所述长直储水管由透明材料制成的圆形中空水管。
[0012]所述长直储水管管壁厚度全程相同。
[0013]所述长直水柱通过将纯净水注入长直储水管内形成且长直水柱的直径保持不变且所述长直水柱的形状为圆柱形。
[0014]所述长直储水管的材料为介电常数不高于4的透明介质材料。
[0015]所述长直储水管的壁厚不大于2mm。
[0016]所述长直储水管的长度为5到8个介质波长。
[0017]所述同轴探针为SMA探针。
[0018]所述同轴探针伸入长直水柱内部长度不大于2/3倍的长直储水管的内径。
[0019]有益效果
[0020]本专利技术提出的一种基于高介电常数介质的长直行波天线，与现有行波天线相比，具有如下有益效果：
[0021]1.所述长直行波天线利用纯水高介电常数的特性在长直介质管中形成行波漏波，从而具备宽带特性；
[0022]2.所述长直行波天线利用纯水高透明度的特性，配合透明亚克力材料作为储水容器，使得整个天线具有极高的透明度；
[0023]3.所述长直行波天线采用同轴探针直接插入进行馈电，馈电结构简单，天线整体呈对称结构，易于加工；
[0024]4.所述长直行波天线与传统介质棒谐振天线的笔状波束辐射方向图不同，为锥状波束且锥状波束张角随频率变化而变化，方向图随频率而变化。
附图说明
[0025]图1是本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线的三维结构示意图；
[0026]图2是本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线的侧视图；
[0027]图3是本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线工作状态时的电场分布图；
[0028]图4是本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线仿真的S参数；
[0029]图5是本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线工作状态时的仿真方向图；
[0030]图示说明：
[0031]1‑
长直储水管、2
‑
长直水柱、3
‑
同轴探针。
具体实施方式
[0032]下面结合附图和具体实施对本专利技术一种基于高介电常数介质的长直行波天线作进一步的详细描述。
[0033]实施例1
[0034]所述基于高介电常数介质的长直行波天线，具体实施时，如图1和图2所示，包括：长直储水管1、长直水柱2以及同轴探针3；所述长直储水管1采用透明亚克力材料，由介电常数2.1(介电常数低于4)，透明度95％的亚克力材料制成，现有技术是使用金属，理想的情况，保持水柱的样子，不需要管子。
[0035]天线侧视图结构如图2所示，所述长直储水管1两端封口，于一侧靠近末端处留有供同轴探针3伸入亚克力管内部的馈电穿孔；所述长直水柱2为常温常压下介电常数约为78.7的纯净水，通过注入长直储水管1内部塑形为柱状外形；所述同轴探针3通过穿孔伸入长直水柱2中进行同轴馈电。所述长直行波天线自带宽带特性，利用纯水高介电常数的特性，在长直介质管中形成行波漏波，从而具备宽带特性；
[0036]所述天线除体积极小的同轴探针外，所述长直储水管选用高光学透明度(高于
95％)的介质材料，利用纯水高透明度的特性，配合透明亚克力材料作为储水容器，使得整个天线都由高光学透明度材料构成，从而具有超过90％的高光学透明度特性。
[0037]结构简单：采用同轴探针直接插入水柱中进行馈电，馈电结构简单；天线整体呈对称结构，易于加工；
[0038]优选地，所述长直储水管壁厚度保持不变，具体实施时，所述长直储水管1管壁厚度全程相同；在所述长直储水管1内注入纯净水，所形成的长直水柱2直径全程不变。
[0039]所述长直储水管管壁厚度全程相同，长直水柱被注入长直储水管且长直水柱直径保持不变。
[0040]所述长直储水管材料为介电常数不高于4的透明介质材料，所述长直储水管的壁厚不大于2mm；具体实施时，所述长直储水管1透明亚克力管壁厚度t0＝1mm。
[0041]优选地，所述长直储水管材料介电常数尽量低。
[0042]优选地，在长直水柱全程粗细均匀直径保持不变，从而利用纯水高介电常数的特性，在长直水柱中激励起行波漏波，从而达到行波天线共有的宽带辐射特性。
[0043]所述基于高介电常数介质的长直行波天线，包括长直储水管、长直水柱、同轴探针；
[0044]所述长直储水管的直径取值范围为0.04
‑
0.06介质波长λ；
[0045]所述长直储水管由透明材料制成的圆形中空水管，所述长直储水管两端封口，于一侧靠近末端处留有供同轴探针伸入储水管内部的馈电孔；
[0046]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于高介电常数介质的长直行波天线，其特征在于，包括：长直储水管、长直水柱及同轴探针；长直储水管与长直水柱相连，同轴探针分别与长直储水管和长直水柱相连；所述长直储水管的直径取值范围为0.04
‑
0.06介质波长λ；所述长直储水管两端封口，于一侧靠近末端处留有供同轴探针伸入长直储水管内部的馈电孔，所述同轴探针通过馈电穿孔插入长直水柱内部进行同轴馈电；所述长直水柱为常温常压下介电常数范围为75
‑
81的纯净水。2.根据权利要求1所述的基于高介电常数介质的长直行波天线，其特征在于，所述长直储水管由透明材料制成的圆形中空水管。3.根据权利要求1所述的基于高介电常数介质的长直行波天线，其特征在于，所述长直储水管管壁厚度全程相同。4.根据权利要求1所述的基于高介电常数介质的长直行波天线，其特征在于，长长直水柱通过将纯净水注入长直储水管内...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹鹏，许欣，闫伟浩，王琪，
申请(专利权)人：军工保密资格审查认证中心，
类型：发明
国别省市：