CN106329081B - 采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线 - Google Patents

Abstract

采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，涉及天线领域。本发明是为了解决在保留传统平衡对拓维瓦尔第天线低交叉极化的优点的同时，解决传统平衡维瓦尔第天线的非对称性，所导致天线E面主瓣偏移的问题。每层地板金属层附着在1层介质基板层的下表面，导体金属层附着在位于下层的介质基板层的上表面，导体金属层和地板金属层分别向两侧延展形成金属臂，地板金属层金属臂与导体金属层金属臂成对称结构，金属臂的外侧和内侧均形成曲线结构，剔除位于导体金属层的内侧曲线和下层地板金属层的内侧曲线之间的下层介质基板层，且剔除后的下层介质基板层比地板金属层的内侧曲线多出一段介质。它用于工作在10‑40GHz的工作频率内。

Description

采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线

技术领域

本发明涉及采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线。属于天线领域。

背景技术

渐变槽天线是一种典型的端射非谐振的行波印刷天线，具有工作频带宽，增益稳定，低剖面，重量轻，结构简单，易加工等优点。在众多形式的渐变槽天线中，槽线形状按指数曲线变化的维瓦尔第天线拥有最宽的带宽与宽波束等优点，从而得到了最广泛的应用。

然而，维瓦尔第天线的性能由于受到馈电结构的影响，工作带宽实际上是有限的。首先，其高频截止频率由微带到槽线的转换结构决定，低频截止频率则受限于天线的尺寸。

为了克服高频带宽限制，Gazit提出对拓维瓦尔第天线，采用微带到双面槽线转换结构来替代传统的微带槽线转换，理论上具有无限的工作带宽。不过，对拓维瓦尔第天线的双层金属非对称结构也导致了较严重的交叉极化。

为了解决这个问题，Langle Y提出了平衡对拓维瓦尔第天线。该天线是在对拓维瓦尔第天线的基础上增加了一层介质板和一层地板金属层，形成了上下金属层关于中间金属层对称的结构，并采用带状线馈电。该结构使天线获得了极低的交叉极化，平行于天线所在平面的E面，以及对称的H面方向图。

传统平衡维瓦尔第天线虽然在极宽频带上获得了不错的辐射性能，但也同样存在缺陷。首先，三层金属层结构虽然关于中间金属层对称，但与此同时，位于两侧的两个地板金属层与位于中间的单个导体金属层却在天线所在的平面上分别朝相反的方向延展，产生了另一种形式的非对称性。这种非对称性导致了天线E面主瓣偏移。在高频，E面主瓣朝中间导体金属层指向的方向偏转，并且偏转角随着频率升高而增加。与此相反，低频E面主瓣朝双地板金属层指向的方向偏移，而且偏转角随频率的降低而增加。主瓣偏转导致了天线宽频带性能的不稳定，也造成了实际获得增益的损失。而且，带状线的结构增加了同轴线馈电的难度。尤其对工作于毫米波频段的平衡对拓维瓦尔第天线而言，为了获得良好辐射性能必须使用极薄的介质板，再考虑到同轴内芯固有直径，几乎让同轴线馈电成为了不可能。此外，传统平衡对拓维瓦尔第的低频截止频率仍有待扩展。

2014年出版的期刊名称为《具有低交叉极化特性并应用于超宽带的采用介质透镜加载的平衡对拓维瓦尔第天线》中第8卷第14期第1137页-1142页和2011年出版的期刊名称为《关于平衡对拓维瓦尔第天线增益与方向图的改进》中第47卷第303页-304页中，分别采用了高介电常数的半椭圆形介质透镜与三角形介质延伸，通过波束汇聚的作用来缓解平衡对拓维瓦尔第天线E面主瓣偏移的问题。然而这种方式提高了天线制作的复杂度，同时也增加了天线体积，这与天线小型化的目标背道而驰。而且，为了保证介质透镜以及介质板延伸波束汇聚的效果，天线结构采用的介质板与介质透镜一定要保证一定的厚度，如果太薄则达不到充分的波束汇聚效果。这也就意味着，工作于高频的平衡对拓维瓦尔第天线为了保证辐射性能而采用极薄的介质板的情况下，这种改善E面主瓣偏移的方法是无效的。另外，由于文献中的天线都工作于20GHz以下，介质板的厚度足以让天线采用同轴线馈电的方式。如果需要设计工作于更高频率的平衡对拓维瓦尔第天线，则必须另外设计馈电方案。

2013年出版的期刊名称为《关于一种拥有增强型辐射特性的新型小型化对拓维瓦尔第天线的研究》的第12卷第417页-420页中，使用了垂直于天线侧边矩形波纹边缘结构来延长天线的有效电长度，从而拓展对拓维瓦尔第天线的低频带宽限制。

2011年出版的名称为《一种具有改良的辐射性能的小型化对拓维瓦尔第天线》的第10 卷第127页-130页和2015年出版的名称为《一种拥有改进型辐射方向图的“棕榈树”形对拓维瓦尔第天线》的第14卷第1334页-1337页中，指出了传统矩形边缘的不足之处并依次对其进行了改进，设计了渐变波纹边缘和棕榈树型波纹，通过更充分地利用金属臂边缘空间，来实现更高程度的低频带宽扩展。以上思路同样可以应用于平衡对拓维瓦尔第天线。

发明内容

本发明是为了解决在保留传统平衡对拓维瓦尔第天线低交叉极化的优点的同时，解决传统平衡维瓦尔第天线的非对称性，所导致天线E面主瓣偏移的问题。现提供采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线。

采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，它包括1层导体金属层、 2层地板金属层和2层介质基板层，

2层介质基板层的结构相同，2层介质基板层沿竖直方向组装在一起构成天线，

每层地板金属层附着在1层介质基板层的下表面，导体金属层附着在位于下层的介质基板层的上表面，

导体金属层和地板金属层分别向两侧延展形成金属臂，且下层上的地板金属层所形成的金属臂与导体金属层所形成的金属臂相对于天线轴线成对称结构，2层地板金属层所形成的金属臂结构相同，

在金属臂的外侧和内侧均形成曲线结构，导体金属层的外侧曲线Y_外侧和内侧曲线Y_内侧沿着该金属层的槽线进行延长，由带状线延长成微带线结构，位于下层的地板金属层的外侧曲线和内测曲线包裹着导体金属层的带状线和微带线进行延长，

剔除位于导体金属层的内侧曲线和下层地板金属层的内侧曲线之间的下层介质基板层，且剔除后的下层介质基板层比地板金属层的内侧曲线多出一段介质，位于介质窄口处的介质基板层曲线与导体金属层内侧曲线Y_内侧一致，位于介质宽口处的介质基板层曲线比下层地板金属层的内测曲线Y_内侧多出一段宽度为W_A的等宽介质基板层，且上层介质基板层的结构与底层介质基板层的结构相同。

根据采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，导体金属层和2层地板金属层上均由外向内开设有4个渐窄的铅笔形缝槽，且下层地板金属层上的铅笔形缝槽与导体金属层的铅笔形缝槽成对称结构，

在导体金属层和2层地板金属层的两侧上且沿着外侧曲线处至铅笔形缝槽处依次开设若干渐窄的矩形缝槽。

根据采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，成带状线的导体金属层的两侧上且在地板金属层上设置有一对金属化过孔，金属化过孔将两层地板金属层连接起来保证其电位一致，并且在导体金属层从带状线到微带线的不同电场分布的过渡中起到了良好的引导作用。

本发明的有益效果为：

本发明对2层介质基板层进行介质剔除，剔除后的介质基板层的内侧曲线比地板金属层的内侧曲线多出一段等宽的介质，该多出的等宽介质，保证了地板金属层与导体金属层内侧槽线交点处直接接触到空气。设计上述结构的原因有以下几点：首先，挖孔地板金属层槽线间也就是天线辐射电磁能量的主要产生区域的介质，减弱了介质材料对辐射能量的束缚，从而能量直接辐射到空气中并且形成了更合理的分布。相较于不剔除介质的情况，在高频的辐射波形更接近于平面波，能量更集中于天线轴线方向，主瓣宽度也得到了减少，从而增益也显著提升。而且频率越高，增益提升越明显，尤其在40GHz增益增加了超过2dB。与此同时，由于高频波束得到了汇聚，E面主瓣偏移情况也得到了一定改善。随后，为了进一步消除高频E面主瓣偏移，对介质剔除进行了改进，也就是在地板金属层内侧槽线边缘留下了一定宽度的介质。由于单个导体金属层被两层介质板包裹，而双地板金属层分别只有一侧贴合介质板，造成了等效介电常数的差异，这也就是导致高频出现E面主瓣偏移的原因。在金属地板层内侧槽线边缘留下一段宽度的介质，平衡了等效介电常数的差异，从而完全消除了高频的E面主瓣偏移。最后，Y₁的作用是保证了地板层与导体层内侧槽线交点处的介质剔除，从而在消除主瓣偏移的同时保证了充分的增益提升效果。

相比于现有相关文献所提到的透镜加载与介质板延伸等外部修正技术，本申请的不对称介质剔除的方法是从主瓣偏移根源上对该缺陷进行改善，效果更彻底。而且本申请的方法没有引入额外的结构，也没有增加天线的体积，工艺简单，成本更低，也符合天线小型化的目标。

而引入铅笔形缝槽是为了减少了对内侧电流的不良影响，使天线低频带宽限制被降低到了10GHz以下，而且避免了对高频性能的削弱。由于波纹结构减少了原有较为严重的低频侧边驻波电流辐射，更多能量沿着天线轴线传播，低频增益得到了显著提高，副瓣明显降低，低频主瓣偏移的情况也得到了较大改善。在此基础上，在金属层两侧靠后的空白位置处增加了若干小型矩形缝槽。其渐变的长度让其与铅笔形缝槽的组合能够更加协调，避免了对性能的不良影响，并且能够在原有性能的基础上进一步提高低频的增益，降低副瓣。

导体金属层和地板金属层引入了带状线至微带线的转换结构，并在导体金属层的带状线两侧加一对金属化过孔，金属化过孔将两层金属地板层连接起来保证其电位一致，并且在带状线和微带线不同电场分布的过渡中起到了良好的引导作用。该转换结构性能优异，不仅解决了天线的馈电问题，还完美保留了天线原有的辐射性能。保留传统平衡对拓维瓦尔第天线低交叉极化的优点。

相较于传统平衡对拓维瓦尔第天线，本发明提出的一种采用非对称介质剔除与混合型开槽的新型平衡对拓维瓦尔第天线拥有更低的介质频率与更宽的工作带宽，并在整个工作频段内都获得了显著的增益提升，而且有着更低的副瓣电平、更稳定的E面主瓣方向，还保留了传统平衡对拓维瓦尔第天线低交叉极化的优点。

附图说明

图1为具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线的结构示意图；

图2为导体金属层和1层地板金属层分别附着在下层的介质基板层的上、下表面的结构示意图；

图3为图2中导体金属层和1层地板金属层的金属臂延伸处的A处局部放大图；

图4为图2中B处的局部放大图；

图5为传统平衡对拓维瓦尔第天线和采用本申请的结构所形成的平衡对拓维瓦尔第天线在相同频率下的反射系数对比图；

图6为传统平衡对拓维瓦尔第天线和采用本申请的结构所形成的平衡对拓维瓦尔第天线在相同频率下的增益对比图；

图7为传统平衡对拓维瓦尔第天线和采用本申请的结构所形成的平衡对拓维瓦尔第天线在相同频率下的副瓣电平对比图；

图8为采用本申请的结构所形成的平衡对拓维瓦尔第天线的交叉极化图。

具体实施方式

具体实施方式一：参照图1和图6具体说明本实施方式，本实施方式所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，它包括1层导体金属层1、2层地板金属层2和2层介质基板层3，

2层介质基板层3的结构相同，2层介质基板层3沿竖直方向组装在一起构成天线，

每层地板金属层2附着在1层介质基板层3的下表面，导体金属层1附着在位于下层的介质基板层3的上表面，

导体金属层1和地板金属层2分别向两侧延展形成金属臂，且下层上的地板金属层2 所形成的金属臂与导体金属层1所形成的金属臂相对于天线轴线成对称结构，2层地板金属层2所形成的金属臂结构相同，

在金属臂的外侧和内侧均形成曲线结构，导体金属层1的外侧曲线Y_外侧和内侧曲线Y _内侧沿着该金属层的槽线进行延长，由带状线延长成微带线结构，位于下层的地板金属层2的外侧曲线和内测曲线包裹着导体金属层1的带状线和微带线进行延长，

剔除位于导体金属层1的内侧曲线和下层地板金属层2的内侧曲线之间的下层介质基板层3，且剔除后的下层介质基板层3比地板金属层的内侧曲线多出一段介质，位于介质窄口处的介质基板层3曲线与导体金属层1内侧曲线Y_内侧一致，位于介质宽口处的介质基板层3曲线比下层地板金属层2的内测曲线Y_内侧多出一段宽度为W_A的等宽介质基板层，且上层介质基板层3的结构与底层介质基板层3的结构相同。

本实施方式中，传统平衡对拓维瓦尔第天线两层介质基板的形状为标准矩形。而本发明所提出的天线，以金属层内侧槽线为基准对两层介质基板3进行了介质剔除。

从图1和图2中，可以看出，挖孔的介质板的边缘曲线与金属臂内侧槽线边缘类似但又不完全一致。其中，有Y₁与金属臂内侧槽线Y_内侧一致，Y₂与Y_内侧相差W_A，而Y₁与天线轴线重合。这样就在靠近两层地板金属层的槽线处留下了一段等宽宽度为WA的介质没有剔除，同时还保证了地板层与导体层内侧槽线交点处直接接触到空气。设计上述结构的原因有以下几点。首先，挖孔金属层槽线间也就是天线辐射电磁能量的主要产生区域的介质，减弱了介质材料对辐射能量的束缚，从而能量直接辐射到空气中并且形成了更合理的分布。相较于不剔除介质的情况，在高频的辐射波形更接近于平面波，能量更集中于天线轴线方向，主瓣宽度也得到了减少，从而增益也显著提升。而且频率越高，增益提升越明显，尤其在40GHz增益增加了超过2dB。与此同时，由于高频波束得到了汇聚，E面主瓣偏移情况也得到了一定改善。随后，为了进一步消除高频E面主瓣偏移，对介质剔除进行了改进，也就是在地板金属层内侧槽线边缘留下了一定宽度的介质。由于单个导体金属层被两层介质板包裹，而双地板金属层分别只有一侧贴合介质板，造成了等效介电常数的差异，这也就是导致高频出现E面主瓣偏移的原因。在金属地板层内侧槽线边缘留下一段宽度的介质，平衡了等效介电常数的差异，从而完全消除了高频的E面主瓣偏移。最后，Y₁的作用是保证了地板层与导体层内侧槽线交点处的介质剔除，从而在消除主瓣偏移的同时保证了充分的增益提升效果。本发明所提出的采用非对称介质剔除与混合型开槽的新型平衡对拓维瓦尔第天线在整个工作频段内都获得了显著的增益提升。

图6给出了相同频率下传统与本发明所采用的天线结构的E场能量分布对比图，可见 40GHz的偏转完全被消除8°到0°，而10GHz处得到了明显改善-9°到-3°。

实施例：

如图1所示，所提出一种采用非对称介质剔除与混合型开槽的新型平衡对拓维瓦尔第天线包括：上下两层介质基板都做不对称介质剔除处理；三层金属层，包括上下两层地板金属层和一层导体金属层；设置在金属层轮廓上的混合型波纹边缘；带状线-微带线转换结构包括一对金属化过孔，导体层中心带条宽度突变结构，上层介质基板和上层金属地板层末端的矩形挖空。

两层介质基板均采用0.254mm厚度的Rogers RT/duroid 5880层压板，介电常数为2.20，损耗角正切为0.0009。介质剔除部分的形状满足方程：

金属层为附着在介质板表面的铜薄片，厚度为0.035mm。内外侧指数渐变曲线满足方程：

巴伦部分满足曲线：

Y_巴伦＝±[(W_MS/2)exp(-p₃x)]

其中p₁,p₂分别为金属层内、外侧指数渐变曲线的渐变率。p₃为巴伦部分指数曲线的渐变率。

非对称介质剔除部分的形状由Y₁、Y₂、Y₃定义。W_A为沿着地板金属层内侧曲线保留的介质带条的宽度。需要指出的是，如果在整个内侧曲线内侧都保留宽度W_A的介质，会使地板金属层与导体金属层内侧曲线交点处也就是维瓦尔第天线缝隙起点处的介质剔除不彻底，从而导致介质剔除对增益的提高效果不够充分。Y₁就是为了对这种情况进行修正，在在交点处也进行了介质剔除，充分保证了介质剔除对增益的提升效果。

W_MS为带状线结构处中心金属带条的宽度，在设定的0.254mm介质板厚度条件下，该宽度可使带状线满足50欧姆输入阻抗。相应的W_SL为微带线结构处中心带条的宽度，使微带线满足50欧姆的输入阻抗。

混合型波纹的具体形状尺寸与上层介质基板和上层金属地板层末端的矩形挖空的尺寸在图2中具体标注。表1给出了上述结构涉及的所有变量参数。

其中，下层地板金属层与导体金属层分别附着在下层介质基板的上下表面，上层地板金属层附着在上层介质基板的上表面。使用6组直径3mm的尼龙钉在位于两层介质基板上的6组固定孔处进行固定，即可完成天线的组装。金属过孔的焊盘直径应大于通孔直径，以实现上下两层介质基板过孔间的导通，从而使上下两层地板金属层电位一致。或者也可以在天线组装完成后使用金属铜线绕过两组金属过孔并实行焊锡操作，以确保上下两层地板金属层导通。

以上步骤完成后，直接在天线微带线端使用可工作于10-40GHz的标准同轴进行焊接即可。

具体实施方式二：参照图2、图3、图4和图7具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，导体金属层1和2层地板金属层2上均由外向内开设有4个渐窄的铅笔形缝槽，且下层地板金属层2上的铅笔形缝槽与导体金属层1的铅笔形缝槽成对称结构，

在导体金属层1和2层地板金属层2的两侧上且沿着外侧曲线处至铅笔形缝槽处依次开设若干渐窄的矩形缝槽。

本实施方式中，为了拓展天线低频带宽限制并改善低频辐射特性，引入了混合型波纹边缘。混合型波纹由3组铅笔形缝槽和若干渐变长度的小型矩形缝槽组成。铅笔形缝槽相对于天线轴线并不是垂直而是有所倾斜，比垂直槽拥更好降低副瓣的特性。需要指出的是，由于槽的深度越深拓展低频限制的能力就越强，而过于长的缝槽会影响到金属层内侧槽线上的行波电流因此对会减少高频增益。因此，在有限的天线尺寸条件下，使用带有一定角度的斜槽，其长度可以超过原有垂直槽的长度限制，而铅笔形的缝槽末端设计则进一步减少了对内侧电流的不良影响。经过参数优化，每个金属层或者地板金属层上采用4个铅笔形缝槽的个数和其他参数得到了确定，低频限制被降低到了10GHz以下，而且避免了对高频性能的削弱。由于波纹结构减少了原有较为严重的低频侧边驻波电流辐射，更多能量沿着天线轴线传播，低频增益得到了显著提高，副瓣明显降低，低频主瓣偏移的情况也得到了较大改善。在此基础上，在金属层两侧靠后的空白位置处增加了若干小型矩形缝槽。其渐变的长度让其与铅笔形缝槽的组合能够更加协调，避免了对性能的不良影响，并且能够在原有性能的基础上进一步提高低频的增益，降低副瓣。如图7所示，新型天线在10-40GHz 内都拥有着更低的副瓣电平。本发明所提出的采用非对称介质剔除与混合型开槽的新型平衡对拓维瓦尔第天线在拥有更低的介质频率与更宽的工作带宽，而且有着更低的副瓣电平、更稳定的E面主瓣方向。

表1给出了图2中的变量的尺寸，表2给出了E面主瓣偏转角的对比数据。传统天线的E面主瓣角度范围为17°(-9°到8°)，而新型天线的E面主瓣角度范围为4°(3°到1°)。传统天线主瓣偏转最严重的频点为10GHz和40GHz。

表1 尺寸变量参数

表2 E面主瓣偏转角

具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，导体金属层、上、下层地板金属层形成的金属臂的内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧均满足指数渐变，而且内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧渐变率分别相同，内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧满足公式：

式中，W_MS为带状线结构处中心金属带条的宽度，p₁,p₂分别为金属层内、外侧指数渐变曲线的渐变率，x表示x轴，内外侧指数渐变曲线的参考坐标系如下：x轴与介质基板层长边平行，x轴正向指向渐变槽线开口方向，y轴与介质基板层短边平行，y轴正向指向导体金属层所在一侧。

本实施方式中，图2中的x y轴坐标系原点以符号¤标出。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，剔除的2层介质基板层3 均满足方程：

式中，式中，Y₁为介质剔除部分窄口处的介质基板层曲线，Y₂为介质剔除部分宽口处的介质基板层曲线，Y₃为导体金属层内侧曲线Y_内侧，Y₂＝Y₃。

本实施方式中，介质剔除部分的第二段曲线Y₂与导体金属层内侧曲线Y_内侧相同，如图 2所示，介质剔除部分窄口处的介质基板层曲线Y₁与导体金属层内侧曲线Y_内侧一致，介质剔除部分宽口处的介质基板层曲线Y₂比下层地板金属层的内测曲线Y_内侧多出一段宽度为 W_A的等宽介质基板层。

具体实施方式五：参照图8具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三或四所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，成带状线的导体金属层1的两侧上且在地板金属层2上设置有一对金属化过孔4，金属化过孔4将2层地板金属层2连接起来保证其电位一致，并且导体金属层1从带状线到微带线的不同电场分布的过渡中起到了良好的引导作用。

本实施方式中，导体金属层1的带状线到微带线的转换，该种结构不仅解决了天线的馈电问题，还完美保留了天线原有的辐射性能。该结构使天线获得了极低的交叉极化。如图8所示，整个频段内的数值都低于-25dB，交叉极化表现非常优异。

金属过孔的焊盘直径应大于通孔直径，以实现上下两层介质基板过孔间的导通，从而使上下两层地板金属层电位一致。或者也可以在天线组装完成后使用金属铜线绕过两组金属过孔并实行焊锡操作，以确保上下两层地板金属层导通。

具体实施方式六：参照图2和图5具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，导体金属层1带状线的宽度为W_SL，满足微带线50Ω的输入阻抗，导体金属层1微带线的宽度为W_MS，满足带状线50Ω的输入阻抗，W_SL大于W_MS。

本实施方式中，如图5所示，可以看出，传统天线反射系数小于-10dB的频段为 18-40GHz，并且在22GHz附近存在一个高反射系数点。而所提出的新型天线可以做到在 8-40GHz的整个频带内反射系数都低于-10dB。也就是说，新型的一种采用非对称介质剔除与混合型开槽的新型平衡对拓维瓦尔第天线将传统天线18-40GHz的工作带宽扩展到了 8-40GHz，满足10-40GHz工作带宽的性能要求。

在实际使用时，直接在天线微带线端使用可工作于10-40GHz的标准同轴进行焊接即可。

具体实施方式七：本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，2层介质基板层3上均设置有6个固定孔5，采用尼龙钉穿过2层介质基板层上的固定孔5将2层介质基板层3组装在一起。

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式一所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线作进一步说明，本实施方式中，地板金属层2的内侧曲线和外侧曲线沿着槽线进行延长，由带状线延伸至微带线所形成的曲线满足方程：

Y_巴伦＝±[(W_MS/2)exp(-p₃x)] (公式3)，

式中，p₃为地板金属层的内侧曲线和外侧曲线由带状线延伸至微带线所形成的曲线的渐变率，Y_巴伦为地板金属层的带状线到微带线的曲线渐变率。

Claims (6)

1.采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，它包括1层导体金属层(1)、2层地板金属层(2)和2层介质基板层(3)，

2层介质基板层(3)的结构相同，2层介质基板层(3)沿竖直方向组装在一起构成天线，

每层地板金属层(2)附着在1层介质基板层(3)的下表面，导体金属层(1)附着在位于下层的介质基板层(3)的上表面，

导体金属层(1)和地板金属层(2)分别向两侧延展形成金属臂，且下层上的地板金属层(2)所形成的金属臂与导体金属层(1)所形成的金属臂相对于天线轴线成对称结构，2层地板金属层(2)所形成的金属臂结构相同，

在金属臂的外侧和内侧均形成曲线结构，导体金属层(1)的外侧曲线Y_外侧和内侧曲线Y_内侧沿着该金属层的槽线进行延长，由带状线延长成微带线结构，位于下层的地板金属层(2)的外侧曲线和内测曲线包裹着导体金属层(1)的带状线和微带线进行延长，

剔除位于导体金属层(1)的内侧曲线和下层地板金属层(2)的内侧曲线之间的下层介质基板层(3)，且剔除后的下层介质基板层(3)比地板金属层的内侧曲线多出一段介质，位于介质窄口处的介质基板层(3)曲线与导体金属层(1)内侧曲线Y_内侧一致，位于介质宽口处的介质基板层(3)曲线比下层地板金属层(2)的内测曲线Y_内侧多出一段宽度为W_A的等宽介质基板层，且上层介质基板层(3)的结构与底层介质基板层(3)的结构相同；

剔除的2层介质基板层(3)均满足方程：

式中，Y₁为介质剔除部分窄口处的介质基板层曲线，Y₂为介质剔除部分宽口处的介质基板层曲线，Y₃为导体金属层内侧曲线Y_内侧。

2.根据权利要求1所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，导体金属层(1)和2层地板金属层(2)上均由外向内开设有4个渐窄的铅笔形缝槽，且下层地板金属层(2)上的铅笔形缝槽与导体金属层(1)的铅笔形缝槽成对称结构，

在导体金属层(1)和2层地板金属层(2)的两侧上且沿着外侧曲线处至铅笔形缝槽处依次开设若干渐窄的矩形缝槽。

3.根据权利要求1所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，导体金属层、上、下层地板金属层形成的金属臂的内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧均满足指数渐变，而且内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧渐变率分别相同，内侧曲线Y_内侧、外侧曲线Y_外侧满足公式：

式中，W_MS为带状线结构处中心金属带条的宽度，p₁,p₂分别为金属层内、外侧指数渐变曲线的渐变率，x表示x轴，内外侧指数渐变曲线的参考坐标系如下：x轴与介质基板层长边平行，x轴正向指向渐变槽线开口方向，y轴与介质基板层短边平行，y轴正向指向导体金属层所在一侧。

4.根据权利要求3所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，成带状线的导体金属层的两侧上且在地板金属层上设置有一对金属化过孔(4)，金属化过孔(4)将两层地板金属层连接起来保证其电位一致，并且在导体金属层从带状线到微带线的不同电场分布的过渡中起到了良好的引导作用。

5.根据权利要求1所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，导体金属层带状线的宽度为W_SL，满足微带线50Ω的输入阻抗，导体金属层微带线的宽度为W_MS，满足带状线50Ω的输入阻抗，W_SL大于W_MS。

6.根据权利要求1所述的采用非对称介质剔除与混合型开槽的平衡对拓维瓦尔第天线，其特征在于，2层介质基板层(3)上均设置有6个固定孔(5)，采用尼龙钉穿过2层介质基板层上的固定孔(5)将2层介质基板层(3)组装在一起。