CN104466417A - 一种背腔缝隙天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种具有介质谐振器结构的背腔缝隙天线。技术方案是：背腔缝隙天线包括金属背腔，两层介质基板和两块介质谐振器，天线馈线。金属背腔为长方体结构，表面中心开有矩形截面凹槽；两层介质基板均为长方形单面覆铜结构；两层介质基板的非覆铜面重叠后固定在金属背腔开有凹槽的一面。天线馈线通过覆铜夹在两层介质基板中间。在每层介质基板的覆铜面中心通过金属蚀刻开有长方形缝隙；两块介质谐振器重叠固定于未接触金属背腔的介质基板上，并将长方形缝隙覆盖。本发明具有带宽宽，效率高的特点，可以广泛应用于宽带雷达系统中。
Description
技术领域
本发明涉及一种应用于宽带雷达系统技术领域的天线，更具体的说是一种具有介质谐振器结构的背腔缝隙天线。
背景技术
缝隙天线由于其结构紧凑且易于共形的特点，在设计飞行器天线时常常被优先考虑。典型的缝隙天线由简单的微带线馈电，在介质基片的金属底面上开设缝隙来向空间辐射电磁能量。在实际应用中，缝隙天线往往需要实现单向辐射，通常的解决方案是在缝隙的后面加一个金属腔或者反射壁。1963年，Galejs首次提出了带背腔的矩形缝隙天线，并对这种背腔缝隙天线进行了详细的理论分析，推导了天线单元的导纳计算公式。由于结构简单、效率高且具有单向辐射特性，背腔缝隙天线已在雷达，卫星通讯、广播电视以及空间飞行器通信领域得到了广泛的应用。但是，背腔的引入极大地限制了天线的集成性能。
1939年美国斯坦福大学的Richtmyer就指出介质谐振器能向自由空间辐射电磁波；到九十年代，DRA(Dielectric Resonator Antenna，介质谐振器天线)已成为天线技术研究的一个热点，研究人员发表了大量相关文献。DRA一般由低损耗高介电常数的介质材料制成。相对于传统天线，DRA主要有辐射效率高，馈电方式简单，体积小，重量轻等优点。DRA的损耗主要来自于介质，该优点在毫米波和亚毫米波频段天线应用中尤为突出。DRA可以采用多种结构简单的激励方式，且通过改变馈电位置可以控制输入阻抗，易于匹配。目前DRA已经广泛应用于Bluetooth、WLAN、PHS等通信系统中，并在雷达、移动卫星通信、相控阵雷达等领域显示出巨大的应用价值。
发明内容
本发明的目的是提出了一种具有介质谐振器结构的背腔缝隙天线，该背腔缝隙天线具有带宽宽，效率高的特点，可以广泛应用于宽带雷达系统中。
本发明的技术方案是：一种背腔缝隙天线，包括金属背腔，两层介质基板和两块介质谐振器，天线馈线。其特征在于，金属背腔为长方体结构，长方体上表面中心开有矩形截面凹槽；两层介质基板均为长方形单面覆铜结构，长方形的形状与所固定金属背腔面形状相同；两层介质基板的非覆铜面重叠后固定在金属背腔开有凹槽的一面。天线馈线通过覆铜夹在两层介质基板中间。在每层介质基板的覆铜面中心通过金属蚀刻开有长方形缝隙；两块介质谐振器形状相同，均为横截面是正方形的长方体；两块介质谐振器重叠固定于未接触金属背腔的介质基板上，并将长方形缝隙覆盖。
本发明的有益效果为：
背腔缝隙天线由于背腔的引入所以具有较宽的阻抗频带特性；介质谐振器具有结构尺寸小，损耗低的优点，将它引入到背腔天线中，进一步提高了天线效率，展宽了天线的频带。
附图说明
图1是本发明中提及的金属背腔的结构示意图；
图2是本发明中提及的介质基板的结构示意图；
图3为本发明的剖视结构示意图；
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细说明。
本发明提供的背腔缝隙天线包括金属背腔1，两层介质基板2和3，天线馈线4，两块介质谐振器5和6。
图1是本发明中提及的金属背腔的结构示意图。如图所示，金属背腔1为长方体结构，长方体上表面13中心开有矩形截面凹槽12，矩形截面凹槽12未贯穿金属背腔1，矩形截面凹槽12的长度、宽度和深度根据实际情况确定，背腔缝隙天线的频率越高，长度、宽度和深度的尺寸越小。
图2是本发明中提及的介质基板的结构示意图。如图所示，两层介质基板2和3形状相同，均为长方形，长方形的形状与所固定金属背腔上表面13形状相同。两层介质基板2和3为单面覆铜结构，介质基板2的覆铜面21，介质基板3的覆铜面31，两层介质基板重叠时介质基板2的非覆铜面22和介质基板3的非覆铜面32重叠在一起。介质基板2的覆铜面21中心通过金属蚀刻开有长方形缝隙23，介质基板3的覆铜面31中心通过金属蚀刻开有长方形缝隙33。长方形缝隙23和长方形缝隙33的形状相同。天线馈线4通过覆铜夹在两层介质基板的非覆铜面22和32中间。
图3为本发明的前剖结构示意图。如图所示，背腔缝隙天线包括金属背腔1，介质基板2、3，天线馈线4，上层介质谐振器5和下层介质谐振器6。介质基板2、3通过螺钉固定在金属背腔1上，介质谐振器5与介质谐振器6重叠放置，并用粘合剂粘合，再通过粘合剂粘合固定于介质基板2上，并将长方形缝隙23覆盖。长方形缝隙23和33的尺寸根据实际需要确定，通常背腔缝隙天线的频率越高，尺寸越小。
Claims (1)
1.一种背腔缝隙天线，包括金属背腔，天线馈线，其特征在于，还包括两层介质基板和两块介质谐振器，金属背腔为长方体结构，长方体上表面中心开有矩形截面凹槽；两层介质基板均为长方形单面覆铜结构，长方形的形状与所固定金属背腔面形状相同；两层介质基板的非覆铜面重叠后固定在金属背腔开有凹槽的一面；天线馈线通过覆铜夹在两层介质基板中间；在每层介质基板的覆铜面中心通过金属蚀刻开有长方形缝隙；两块介质谐振器形状相同，均为横截面是正方形的长方体；两块介质谐振器重叠固定于未接触金属背腔的介质基板上，并将长方形缝隙覆盖。
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