CN111262002A - 一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，包括双层介质基片、辐射金属贴片层、夹设并贴设于两块介质基片之间形成的接地金属面以及馈线层。双层介质基片包括两块介质基片；辐射金属贴片层贴设于双层介质基片的一面；接地金属面中部开设有槽以形成两块介质基片在该槽的区域相向可见，其通过上层介质基片与辐射金属贴片层隔开；馈线层贴设于双层介质基片的另一面且其通过下层介质基片与接地金属面隔开，其与槽形成相交结构且其一端延伸至下层介质基片的边缘，馈线层所馈线激励的电磁场经过槽能够将电磁能量耦合到辐射金属贴片层并通过辐射金属贴片层向外辐射。本发明的槽耦合微带天线在需要隔直输出的场合可以减少隔直电容的使用。

Description

一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线
技术领域
本发明涉及信号技术领域，具体的说是涉及一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线。
背景技术
目前的24GHz移动物体检测的传感器微带天线，针对馈线与辐射贴片的配置有共面和异面之分，对于异面的配置，馈电方式主要是通过金属化通孔将信号从馈线穿过介质基片馈送到辐射贴片。这种方式需要使用导电的过孔，加工中，过孔的位置偏移会对天线的性能有比较大的影响，对于24GHz这样的高频信号，过孔与馈电的不连续性也对性能有所影响。
发明内容
针对现有技术中的不足，本发明要解决的技术问题在于提供了一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线。该槽耦合微带天线不需要导电过孔，辐射金属贴片层也不与馈线层有直流的电连接，对于需要隔直输出的场合可以减少隔直电容的使用。
为解决上述技术问题，本发明通过以下方案来实现：本发明的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，包括：
双层介质基片，包括两块介质基片；
一辐射金属贴片层，贴设于所述双层介质基片的一面；
夹设并贴设于所述两块介质基片之间形成的接地金属面，所述接地金属面中部开设有槽以形成两块介质基片在该槽的区域相向可见，其通过上层介质基片与所述辐射金属贴片层隔开；
馈线层，贴设于所述双层介质基片的另一面且其通过下层介质基片与所述接地金属面隔开，其与所述槽形成相交结构且其一端延伸至所述下层介质基片的边缘，所述馈线层所馈线激励的电磁场经过所述槽能够将电磁能量耦合到所述辐射金属贴片层并通过所述辐射金属贴片层向外辐射。
进一步的，所述槽至少包括矩形槽。
进一步的，所述接地金属面，除所述槽的区域，其上的剩余区域向外延伸覆盖至所述双层介质基片的边缘。
更进一步的，所述接地金属面的外围能够将所述辐射金属贴片层包围。
进一步的，所述辐射金属贴片层占据所述上层介质基片的局部区域。
更进一步的，所述辐射金属贴片层包括矩形辐射金属贴片、圆形辐射金属贴片的一种且其置于所述上层介质基板的中部区域。
更进一步的，所述介质基片采用FR4材质的基片或低损耗的微波介质材料的基片。
进一步的，所述辐射金属贴片层为辐射和接收电磁波的微带谐振天线。
进一步的，所述馈线层用于电连接收发机，其连接收发机的馈线激励的电磁场通过所述接地金属面的所述槽耦合到所述辐射金属贴片层。
相对于现有技术，本发明的有益效果是：本发明用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线针对24GHz传感器馈线和辐射金属贴片层异面的馈电方式而设计的一种槽耦合的微带天线，该微带天线不需要导电过孔，辐射金属贴片层也不与馈线层有直流的电连接，对于需要隔直输出的场合可以减少隔直电容的使用。
本发明的槽耦合微带天线具有比通孔馈电更大的带宽。
本发明的槽耦合微带天线的辐射金属贴片层采用普通的矩形贴片或者圆形贴片等方式，在贴片天线的接地金属面开一矩形槽，天线背面的馈线层激励的电磁场经过矩形槽将电磁能量耦合到辐射金属贴片层并辐射到空间。
附图说明
图1为本发明上层介质基片与辐射金属贴片层贴合后的结构图。
图2为本发明接地金属面中部开槽的结构示意图。
图3为本发明下层介质基片与馈线层贴合后的结构图。
图4为本发明用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线的侧视结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。显然，本发明所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
实施例1，本发明的具体结构如下：
请参照附图1-4，本发明的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，包括：
双层介质基片1，包括两块介质基片；
一辐射金属贴片层2，贴设于所述双层介质基片1的一面；
夹设并贴设于所述两块介质基片之间形成的接地金属面3，所述接地金属面3中部开设有槽4以形成两块介质基片在该槽4的区域相向可见，其通过上层介质基片与所述辐射金属贴片层2隔开；
馈线层5，贴设于所述双层介质基片1的另一面且其通过下层介质基片与所述接地金属面3隔开，其与所述槽4形成相交结构且其一端延伸至所述下层介质基片的边缘，所述馈线层5所馈线激励的电磁场经过所述槽4能够将电磁能量耦合到所述辐射金属贴片层2并通过所述辐射金属贴片层2向外辐射。
本实施例的一种优选技术方案：所述槽4至少包括矩形槽。
本实施例的一种优选技术方案：所述接地金属面3，除所述槽4的区域，其上的剩余区域向外延伸覆盖至所述双层介质基片1的边缘。
本实施例的一种优选技术方案：所述接地金属面3的外围能够将所述辐射金属贴片层2包围。
本实施例的一种优选技术方案：所述辐射金属贴片层2占据所述上层介质基片的局部区域。
本实施例的一种优选技术方案：所述辐射金属贴片层2包括矩形辐射金属贴片、圆形辐射金属贴片的一种且其置于所述上层介质基板的中部区域。
本实施例的一种优选技术方案：所述介质基片采用FR4材质的基片或低损耗的微波介质材料的基片。
本实施例的一种优选技术方案：所述辐射金属贴片层2为辐射和接收电磁波的微带谐振天线。
本实施例的一种优选技术方案：所述馈线层5用于电连接收发机，其连接收发机的馈线激励的电磁场通过所述接地金属面3的所述槽4耦合到所述辐射金属贴片层2。
实施例2：
本发明的双层介质基片1的采用普通的FR4任意厚度的材料，也可以采用其他低损耗的微波介质材料。
采用FR4材料的介质基片，其上的辐射金属贴片层2的谐振边长为2.35-2.45mm，最优的边长为2.4mm，其上的辐射金属贴片层2的另一边根据带宽和尺寸要求灵活变化。
双层介质基片1和接地金属面3的外形非关键因素，只要大于等于辐射金属贴片层2即可，其中辐射金属贴片层2是微带谐振天线，功能是辐射和接收电磁波，连接收发机的馈线层5馈线激励的电磁场通过接地金属面3的开槽耦合到辐射金属贴片层2。接地金属面3的开槽是构成微带贴片天线的必要结构。
馈线层5连接接收机或者发射机，该馈线层5一般按50欧姆阻抗线设计，【图3中】馈线层5左边应越过所述槽4的位置形成隔空相交结构，该相交结构以便馈线层5馈线激励的电磁波有效的通过所述槽4耦合到上边的辐射金属贴片层2。所述槽4，其开槽的大小根据耦合强弱的要求调整，对阻抗匹配有影响。辐射金属贴片层2的辐射方向图和模式与现有技术中的的通孔馈电方式完全一样。
以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (9)

1.一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，包括：
双层介质基片(1)，包括两块介质基片；
一辐射金属贴片层(2)，贴设于所述双层介质基片(1)的一面；
夹设并贴设于所述两块介质基片之间形成的接地金属面(3)，所述接地金属面(3)中部开设有槽(4)以形成两块介质基片在该槽(4)的区域相向可见，其通过上层介质基片与所述辐射金属贴片层(2)隔开；
馈线层(5)，贴设于所述双层介质基片(1)的另一面且其通过下层介质基片与所述接地金属面(3)隔开，其与所述槽(4)形成相交结构且其一端延伸至所述下层介质基片的边缘，所述馈线层(5)所馈线激励的电磁场经过所述槽(4)能够将电磁能量耦合到所述辐射金属贴片层(2)并通过所述辐射金属贴片层(2)向外辐射。
2.根据权利要求1所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述槽(4)至少包括矩形槽。
3.根据权利要求1所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述接地金属面(3)，除所述槽(4)的区域，其上的剩余区域向外延伸覆盖至所述双层介质基片(1)的边缘。
4.根据权利要求3所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述接地金属面(3)的外围能够将所述辐射金属贴片层(2)包围。
5.根据权利要求1所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述辐射金属贴片层(2)占据所述上层介质基片的局部区域。
6.根据权利要求5所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述辐射金属贴片层(2)包括矩形辐射金属贴片、圆形辐射金属贴片的一种且其置于所述上层介质基板的中部区域。
7.根据权利要求1-6任意一项所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述介质基片采用FR4材质的基片或低损耗的微波介质材料的基片。
8.根据权利要求1所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述辐射金属贴片层(2)为辐射和接收电磁波的微带谐振天线。
9.根据权利要求1所述的一种用于24GHz移动传感器的槽耦合微带天线，其特征在于，所述馈线层(5)用于电连接收发机，其连接收发机的馈线激励的电磁场通过所述接地金属面(3)的所述槽(4)耦合到所述辐射金属贴片层(2)。
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