專利名稱：使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種改善漸變槽線天線頻帶特性的結(jié)構(gòu)方案，尤其是工作在微波頻段
的漸變槽線天線。
背景技術(shù)：
目前，用于微波頻段的漸變槽線天線沿槽隙逐漸展寬的方向?qū)胁⑾蚯拜椛潆姶?波，具有較寬頻帶、中等增益等特點(diǎn)。其阻抗匹配頻帶主要受諧振式饋電結(jié)構(gòu)的限制。要進(jìn) 一步展寬頻帶，應(yīng)改用非諧振式的饋電結(jié)構(gòu)。國(guó)外曾報(bào)導(dǎo)用帶狀線饋電的對(duì)躕形漸變槽線 的方案，盡管能展寬天線的阻抗頻帶，但是其輻射方向性圖和增益的頻帶仍不夠?qū)挕?br>
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題本發(fā)明提出一種使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線，使 天線的阻抗頻帶展寬成多個(gè)倍頻程(頻率上限/頻率下限^ 4)，同時(shí)保持頻帶內(nèi)有良好的 輻射特性。本技術(shù)還有利于批量制造、可降低成本。 技術(shù)方案本發(fā)明的使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線包括兩塊相 互垂直連接的雙面漸變槽線板和背板；其中，雙面漸變槽線板上設(shè)置的漸變槽線和焊接定 位片對(duì)稱印刷于介質(zhì)板的正反兩面，背板上開(kāi)鑿有割縫，背板與雙面漸變槽線板相連接的 一側(cè)設(shè)有單側(cè)金屬層，在單側(cè)金屬層上蝕刻有兩條相互平行的共面波導(dǎo)饋線結(jié)構(gòu)，將單側(cè)
金屬層分為內(nèi)側(cè)金屬、外側(cè)金屬兩個(gè)部分，外側(cè)金屬用作共面波導(dǎo)的接地板，內(nèi)側(cè)金屬為共 面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶；雙面漸變槽線板從背板的有單側(cè)金屬層的一側(cè)從槽垂直插入，焊接定 位片與背板金屬焊接固定，雙面漸變槽線板上半部分的漸變槽線與外側(cè)金屬焊接固定，雙 面漸變槽線板下半部分的漸變槽線與共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶焊接固定，保證電接觸。共面波 導(dǎo)蝕刻于背板，共面波導(dǎo)由豎直段和水平連接段連接而成。
有益效果由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有的技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1) 天線的阻抗頻帶比使用諧振式饋電方式的漸變槽線有明顯改善，可展寬成四倍頻程。
(2) 天線在該頻帶內(nèi)保持較好的輻射性能，方向性圖沒(méi)有畸變，增益較高。(3)天線屬于全 印刷結(jié)構(gòu)，便于生產(chǎn)和裝配。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖， 圖2是本發(fā)明中天線回波損失頻響的測(cè)試曲線， 圖3是本發(fā)明中天線增益頻響的測(cè)試曲線， 圖4是本發(fā)明中天線在10GHz的典型測(cè)試xoy面方向性圖， 圖5是本發(fā)明中天線在10GHz的典型測(cè)試xoz面方向性圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明由雙面印刷的漸變槽線和后置背板構(gòu)成。其雙面漸變槽線由介質(zhì)板和印刷 于介質(zhì)板兩側(cè)的金屬層構(gòu)成；其后置背板由介質(zhì)板和位于介質(zhì)板內(nèi)側(cè)的金屬層構(gòu)成。后置
背板中央開(kāi)鑿有割縫，在金屬層上設(shè)有橫跨割縫中央、且呈90。拐角向下延伸的n型對(duì)稱 槽線；該槽線將背板上的金屬層分為兩個(gè)部分，n型槽線內(nèi)側(cè)的金屬成為共面波導(dǎo)的中心 導(dǎo)帶，而n型槽線外側(cè)的金屬成為共面波導(dǎo)的接地板。雙面漸變槽線的一端垂直插入后置
背板的縫隙后，其上側(cè)金屬與共面波導(dǎo)的接地板保持電接觸，其下側(cè)金屬則與共面波導(dǎo)的 中心導(dǎo)帶層保持電接觸。 具體結(jié)構(gòu)為該天線包括兩塊相互垂直連接的雙面漸變槽線板1和背板2 ;其中， 雙面漸變槽線板1上設(shè)置的漸變槽線11和焊接定位片13對(duì)稱印刷于介質(zhì)板12的正反兩 面，背板2上開(kāi)鑿有割縫23，背板2與雙面漸變槽線板1相連接的一側(cè)設(shè)有單側(cè)金屬層22， 在單側(cè)金屬層22上蝕刻有兩條相互平行的共面波導(dǎo)饋線結(jié)構(gòu)24，將單側(cè)金屬層22分為內(nèi) 側(cè)金屬221、外側(cè)金屬222兩個(gè)部分，外側(cè)金屬222用作共面波導(dǎo)的接地板，內(nèi)側(cè)金屬221為 共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶；雙面漸變槽線板1從背板2的有單側(cè)金屬層22的一側(cè)從槽23垂直 插入，焊接定位片13與背板金屬222焊接固定，雙面漸變槽線板1上半部分的漸變槽線11 與外側(cè)金屬222焊接固定，漸變槽線1下半部分的漸變槽線11與共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶221 焊接固定，保證電接觸。 現(xiàn)對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
結(jié)合如下實(shí)施例及其附圖作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
雙面漸變槽線板l選用厚0.5mm的介質(zhì)(、=2.2)介質(zhì)板12，該基片的長(zhǎng)度 93mm，寬度60mm，兩面對(duì)稱印刷有相同的漸變槽線11金屬層和焊接定位片13。漸變槽 線11的左側(cè)曲線形狀為四分之一橢圓弧，橢圓的長(zhǎng)軸和短軸長(zhǎng)度分別為54mm和40mm ; 漸變槽線11的內(nèi)側(cè)曲線形狀為指數(shù)型曲線逐漸展寬至介質(zhì)板12邊緣，由方程y()c)= ±
描述。焊接定位片13是長(zhǎng)10mm、寬2mm的矩形金屬貼片。后 置背板2選用厚1. 6mm的介質(zhì)(、=4. 4)基片，該背板的面積為100mmX40mm，沿中心線 開(kāi)鑿有割縫23，其中上割縫長(zhǎng)5mm、寬lmm，用于插入焊接定位片；下割縫長(zhǎng)10mm、寬lmm，用 于插入雙面漸變槽線板1。在單側(cè)金屬層22上蝕刻共面波導(dǎo)饋線結(jié)構(gòu)24，共面波導(dǎo)饋線結(jié) 構(gòu)24的豎直段241長(zhǎng)50. 175mm、寬0. 35mm ;水平連接段242長(zhǎng)3. 7mm、寬0. 35mm。共面波 導(dǎo)的內(nèi)側(cè)金屬221即中央導(dǎo)帶長(zhǎng)19. 825mm、寬3mm。雙面漸變槽線板1的上側(cè)金屬與背板 的外側(cè)金屬222焊接保持電接觸，雙面漸變槽線板1的下側(cè)金屬與背板的內(nèi)側(cè)金屬焊接保 持電接觸，焊接定位片13與外側(cè)金屬222焊接用于固定。 利用CST公司的CST MICROWAVE STUDIO 2008對(duì)天線結(jié)構(gòu)進(jìn)行全波仿真分析， 優(yōu)選出符合天線要求的幾何尺寸，并加工成樣品、進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明該天線在3 20GHz的頻段內(nèi)Sll小于-lOdB，僅在10. 45GHz左右略有0. 5dB的抬升。在4 16GHz的 頻段上，增益為10±3. 5dB，天線可以實(shí)現(xiàn)有效的定向輻射。
權(quán)利要求
一種使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線，其特征是該天線包括兩塊相互垂直連接的雙面漸變槽線板(1)和背板(2)；其中，雙面漸變槽線板(1)上設(shè)置的漸變槽線(11)和焊接定位片(13)對(duì)稱印刷于介質(zhì)板(12)的正反兩面，背板(2)上開(kāi)鑿有割縫(23)，背板(2)與雙面漸變槽線板(1)相連接的一側(cè)設(shè)有單側(cè)金屬層(22)，在單側(cè)金屬層(22)上蝕刻有兩條相互平行的共面波導(dǎo)饋線結(jié)構(gòu)(24)，將單側(cè)金屬層(22)分為內(nèi)側(cè)金屬(221)、外側(cè)金屬(222)兩個(gè)部分，外側(cè)金屬(222)用作共面波導(dǎo)的接地板，內(nèi)側(cè)金屬(221)為共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶；雙面漸變槽線板(1)從背板(2)的有單側(cè)金屬層(22)的一側(cè)從槽(23)垂直插入，焊接定位片(13)與背板金屬(222)焊接固定，雙面漸變槽線板(1)上半部分的漸變槽線(11)與外側(cè)金屬(222)焊接固定，雙面漸變槽線板(1)下半部分的漸變槽線(11)與共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶(221)焊接固定，保證電接觸。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線，其特征是共面波導(dǎo)(24)蝕刻于背板(2)，共面波導(dǎo)(24)由豎直段(241)和水平連接段(242)連接而成。
全文摘要
使用共面波導(dǎo)饋電的超寬頻帶雙面漸變槽線天線，是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、易于批量制造，超寬帶工作特性、增益較高的天線。該天線包括兩塊相互垂直連接的雙面漸變槽線板(1)和背板(2)；雙面漸變槽線板(1)從背板(2)的有單側(cè)金屬層(22)的一側(cè)從槽(23)垂直插入，焊接定位片(13)與背板金屬(222)焊接固定，雙面漸變槽線板(1)上半部分的漸變槽線(11)與外側(cè)金屬(222)焊接固定，雙面漸變槽線板(1)下半部分的漸變槽線(11)與共面波導(dǎo)的中心導(dǎo)帶(221)焊接固定，保證電接觸。該種非諧振性的饋電結(jié)構(gòu)可以在保證天線輻射性能的基礎(chǔ)上有效展寬天線的工作頻帶。
文檔編號(hào)H01Q1/14GK101752659SQ201010109810
公開(kāi)日2010年6月23日 申請(qǐng)日期2010年2月10日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者章文勛, 章朋 申請(qǐng)人:東南大學(xué)