小型超宽带平面天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种小型超宽带平面天线。该天线主要由介质板（１），金属辐射体（２），馈电传输线（３）和馈电传输线地面（８）组成。其中辐射体形状为开有槽缝的两个对称刀形，在每个刀形的两个直角边上分别开了两个细长的长方形缝隙（４）和（６），刀形的另一边为指数线（５）。整个天线通过同轴接头馈电，同轴接头与馈电传输线的连接点为（７）；天线采用一块双面敷铜介质板制作而成。本实用新型专利技术结构简单，在３．５２５ＧＨｚ～１５ＧＨｚ频段的范围内电压驻波比小于４，方向性较强，交叉极化抑制效果较好。可用于机载雷达、无线通信和微波成像中。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于天线
，具体地说是一种超宽带平面天线，可用于机载雷 达、无线通信和微波成像中。
技术介绍
一个多世纪以来，全球范围内无线电技术发展和无线电规范的相互影响，使得无 线通信系统对传输速率的要求也越来越高，也就是说要求系统能够提供足够大的带 宽。超宽带技术作为一种无线通信技术，具有在小范围内超强的无线设备连接能力， 而且拥有高性能、低功耗和低成本无线数据通信能力，在探地雷达，精确定位系统以 及短距通信等方面已有广泛的应用。如今，超宽带已经广为流行，在通信、雷达等领 域引导出一场新的技术革命，超宽带雷达和超宽带通信方兴未艾。而天线在一个通信 系统中，扮演着很重要的角色，因此，超宽带天线的设计与研究，作为超宽带通信的 关键技术之一，必将随着这次技术革新的潮流获得巨大发展。天线作为接收和发射无线电信号的元件，被置于通信收发系统的前端。超宽带平 面天线在外观上轻薄短小且制作容易，重量轻巧，成本低且易与主被动电路做串并联 整合，正符合通讯产品未来发展的方向。而现有的超宽带天线大多为喇叭结构，尺寸 比较大，个别平面结构反射损耗较大，天线的带宽不够宽。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述已有技术的不足，提供一种结构和馈电简单的小 型超宽带平面天线，以进一步减少反射损耗，改善天线传输，实现天线的超宽带特性。为实现上述目的，本技术包括介质板，辐射体，馈电传输线和馈电传输线地 面，其中介质板的两面分别敷不同形状的金属薄层， 一面为辐射体和馈电传输线，另 一面为馈电传输线的地面。所述的介质板一面辐射体形状为开有槽缝的两个对称刀形，在每个刀形的两个直 角边上分别开了两个细长的长方形缝隙，刀形的第三边为渐变指数线。辐射体的左面 为馈电传输网络，馈电传输线与同轴接头在其连接点构成馈电点。所述的介质板另 一面馈电传输线的地面为长方形。本技术由于在介质板的两面敷不同形状的金属薄层，分别形成辐射体、馈电 传输线和馈电传输线的地面，因而结构简单，体积小；同时由于在辐射体上增加若干 缝隙，使电流集中于渐变段流动，减少了反射损耗，改善了天线的传输，提高了天线 的超宽带特性；此外由于采用渐变指数线为辐射体，增加了天线的带宽；实测表明在 3.525GHz 15GHz频段的范围内电本技术的电压驻波比小于4，方向性较强。附图说明图1是本技术的辐射体和馈电传输线结构图； 图2是本技术的馈电传输线地面结构图； 图3是本技术的辐射体和馈电传输线尺寸示意图； 图4是本技术的测试的回波损耗Sll图； 图5是本技术在10GHz的方向图。具体实施方式以下参照附图对本技术的结构和效果作进一步详细描述。本技术主要由一块长为 ，宽1.8;i 2.(U的双面敷铜介质板1加工 而成，该介质板的厚度为0.5~1毫米，介电常数为2.3 4.5，该介质板板的两面通过光 刻加工而不同形状的金属薄层形成天线结构。其中质板板的一面分别形成辐射体2、 馈电传输线3和馈电传输线的地面8，如1和图2所示。参照图1和图3，介质板1的一面为辐射体2和馈电传输线3，辐射体2的形状 为开有槽缝的两个对称刀形。每个刀形的两个直角边上分别开了两个细长的长方形垂 直缝隙4和水平缝隙6，刀形的另一边为渐变指数线5。该渐变指数线的方程为 y = (0.6 0.8)e(aG5~a°9)x ， x为直角坐标的横坐标，y为纵坐标。参照图2，馈电传输线的地面为一长方形金属面，长al为0.74;L 0.78;t,宽bl 为0.72A 0.75;i，确保金属面窄边bl边缘的中部位于同轴接头接入点位置，且同轴 接头的外导体与金属面用焊锡焊牢。参照图3，对辐射体和馈电传输线进行光刻加工，辐射体2的左面为馈电传输网 络，馈电传输线3与同轴接头在其连接点7处构成馈电点。该辐射体2的长a为 1.7;i 1.9;i，宽b为1.8A 2.(U;八个缝中，两个相邻缝间距c为0.18;i 0.22;L， 缝4到介质板右端的距离和缝6到介质板上下底边的距离d均为0'48;i (X53;i ，八个缝隙的宽度e均为0.02;i 0.04;i，靠近馈电网络端四个水平方向缝的长度n为0.15;i o.i7;l，远离馈电网络端四个垂直方向缝的长度m为o.i2;i o.i4;l，馈电传 输线的间距w为o.02;i o.o4;i;馈电传输线中间台阶的高h为o.22;i o.24;L，中间台阶距介质板左端边线的距离g为0.35;i 0.45A，台阶的宽k为0.2U 0.23;i，辐射体左端中间部分为两条斜线，斜线左端与馈电传输线相接，接点距介质板左端边线的距离p为0.78;t 0.82;i ，斜线右端距辐射体上下两端边线的距离s为 0.68/1 0.72;i。同轴接头的内导体与馈电传输线在接头7用焊锡焊牢。本技术的效果可通过实测进一步说明本技术在3.525GHz 15GHz频段，按照图1~图3所示的结构制作了一个小 型超宽带平面天线。经实际仿真和测试，其天线的电性能指标如图4 图5所示。图4中Sll频率特性曲线标示的1、 2、 3点的频率分别为4.67GHz、 7.91GHz、 14.66GHz，对应的回波损耗分别为-8.037dB、 -9.079 dB 、 -11.498 dB。从图4可见， 本天线在3.525GHz 15GHz频带范围内输入回波损耗最大为-5dB，对应的电压驻波比 小于4。图5中方向图的实线和点划为分别为主极化的测量和计算结果，虚线为交叉极化 的结果。从图5可见，本技术的方向性较强，交叉极化抑制效果较好。以上实测表明，本技术具有良好的超宽带特性，但天线的尺寸却远远小于 传统的天线，可以用在小型超宽带的各种应用场合，对于本领域的专业人员来说，在 了解了本技术的内容后，都可能在不背离本技术技术方案的情况下，进行形 式和细节上的各种修正和改变，但是这些基于本专利技术思想的修正和改变仍在本实用新 型的权利要求保护范围之内。权利要求1.一种小型超宽带平面天线，包括介质板(1)，辐射体(2)，馈电传输线(3)和馈电传输线地面(8)，其特征在于介质板(1)的两面分别敷不同形状的金属薄层，一面为辐射体(2)和馈电传输线(3)，另一面为馈电传输线的地面(8)。2. 根据权利要求1所述的超宽带平面天线，其特征在于辐射体(2)的形状为开有槽 缝的两个对称刀形。3. 根据权利要求2所述的超宽带平面天线，其特征在于每个刀形的两个直角边上 分别开了两个细长的长方形垂直缝隙(4)和水平缝隙(6)，刀形的另一边为渐变指数线 (5)。4. 根据权利要求1所述的超宽带平面天线结构，其特征在于馈电传输线的地面(8) 为长方形，长度al为0.74;i (U8;i，宽度w为0.72;iU5;i。5. 根据权利要求l所述的超宽带平面天线结构，其特征在于馈电传输线(3)与同 轴接头在连接点(7)构成馈电点。6. 根据权利要求1所述的超宽带平面天线，其特征在于辐射体(2)的长a为 1.7;L 1.9;L，宽b为L8A 2'(U，辐射体左端中间部分为两条斜线，斜线左端与馈电传输线相接，接点距介质板左端边线的距离p为0.78;i 0.82;i，斜线右端距辐射体上 下两端边线的距离s为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型超宽带平面天线，包括介质板（１），辐射体（２），馈电传输线（３）和馈电传输线地面（８），其特征在于介质板（１）的两面分别敷不同形状的金属薄层，一面为辐射体（２）和馈电传输线（３），另一面为馈电传输线的地面（８）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张厚，唐宏，徐海洋，王剑，
申请(专利权)人：中国人民解放军空军工程大学导弹学院，
类型：实用新型
国别省市：61[中国|陕西]