CN111262034B - 一种天线结构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种天线结构，包括介质基板、设置在介质基板顶层与底层的辐射单元、以及嵌夹在介质基板中的馈电单元，辐射单元上开设有相互连通的渐变线槽、馈电线槽和谐振空腔，渐变线槽为向两侧展开形成的喇叭型，且其窄端通过馈电线槽连接至谐振空腔，谐振空腔内设置有凸起。本发明涉及天线技术领域，一种天线结构，在辐射单元内壁设置向谐振空腔内延伸的凸起，使得天线在整体保持小尺寸的情况下，通过增加内部谐振空腔形状尺寸拓宽了天线低频的工作频段，且该谐振空腔可配合其他的有耗元件形成负载，得到更优的匹配性能。与现有技术中需要增加天线物理尺寸相比，成本低，无需重新设计天线辐射单元，不影响天线现有的辐射特性。

Description

一种天线结构
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种天线结构。
背景技术
Vivaldi天线是一种指数型渐变槽线天线(ETSA)。因其具有宽频带、低剖面、制造成本低等诸多优点被人们所关注，然而其辐射特性受到尺寸的约束，所以，关于Vivaldi天线的小型化研究是当前天线领域研究的热点之一。如图1所示，现有的Vivaldi天线结构主要由辐射单元01和传输线02构成，辐射单元01底部形成腔体03，传输线02用于将输入的信号传输给辐射单元01，辐射单元01将接收到的信号辐射到空间去，腔体03用于阻止传输线02的能量向下传输，为了使天线能在较低的频段内工作，通常采用的技术手段是增加辐射单元的尺寸，但增加辐射单元的尺寸会显著增加天线的物理尺寸，增加制作成本，且无法运用在对天线尺寸有相关要求的产品中。
发明内容
本发明旨在一定程度上解决上述的技术问题。为此，本发明的一个目的是提供一种小尺寸的宽带天线结构，可配合其他有耗元件，在不增加天线尺寸的情况下拓展天线的低频带宽。
本发明所采用的技术方案是：一种天线结构，包括介质基板、设置在所述介质基板顶层与底层的辐射单元、以及嵌夹在所述介质基板中的馈电单元，所述辐射单元上开设有相互连通的渐变线槽、馈电线槽和谐振空腔，所述渐变线槽为向两侧展开形成的喇叭型，且其窄端通过所述馈电线槽连接至所述谐振空腔，所述谐振空腔内设置有凸起。
作为上述方案的进一步改进，所述渐变线槽以指数曲线形式或对数曲线形式或线性直线形式对称地由内至外向两侧展开至所述辐射单元的边缘。
作为上述方案的进一步改进，所述馈电单元与所述馈电线槽正交。
作为上述方案的进一步改进，所述介质基板上、在所述馈电线槽的右侧设置有第一金属化通孔，所述馈电单元通过所述第一金属化通孔与所述辐射单元连通。
作为上述方案的进一步改进，所述馈电单元包括第一传输线和第二传输线，所述第一传输线的第一首端通过所述第一金属化通孔与所述辐射单元连通，所述第一传输线的第一尾端与所述第二传输线的第二首端连通，所述第二传输线的第二尾端连接馈电接头。
作为上述方案的进一步改进，所述介质基板上、在所述谐振空腔的左侧设置有第二金属化通孔，所述第一传输线嵌夹在所述介质基板中，所述第二传输线设置在所述介质基板表面，所述第一传输线的第一尾端通过所述第二金属化通孔与所述第二传输线的第二首端连通。
作为上述方案的进一步改进，所述馈电单元呈带状。
作为上述方案的进一步改进，多个所述凸起设置在所述谐振空腔内的两侧。
作为上述方案的进一步改进，所述凸起呈条形状。
作为上述方案的进一步改进，所述辐射单元为金属材料。
本发明的有益效果是：
一种天线结构，在辐射单元内壁设置向谐振空腔内延伸的凸起，使得天线在整体保持小尺寸的情况下，通过增加内部谐振空腔形状尺寸拓宽了天线低频的工作频段，且该谐振空腔可配合其他的有耗元件形成负载，得到更优的匹配性能。与现有技术中需要增加天线物理尺寸相比，成本低，无需重新设计天线辐射单元，不影响天线现有的辐射特性。
附图说明
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：
图1是现有技术Vivaldi天线结构示意图；
图2是本发明一种天线结构具体实施例结构示意图；
图3是图2的具体实施例中A局部结构示意图；
图4是图2的具体实施例中B局部结构示意图；
图5是本发明一种天线结构与吸波材料的连接示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右、前、后等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
图2是本发明一种天线结构具体实施例结构示意图，参照图2，一种天线结构，包括介质基板1、设置在介质基板1顶层与底层的辐射单元2、以及嵌夹在介质基板1中的馈电单元3。位于介质基板1顶层与底层的两层辐射单元2结构相同。辐射单元2为铜材料。
其中，辐射单元2上开设有相互连通的渐变线槽21、馈电线槽22和谐振空腔23，渐变线槽21为向两侧展开形成的喇叭型、且其窄端通过馈电线槽22连接至谐振空腔23，本实施例中，渐变线槽21以指数曲线形式或对数曲线形式或线性直线形式对称地由内至外向两侧展开至辐射单元2的边缘。
具体的，谐振空腔23内设有凸起24，本实施例中，谐振空腔23内的两侧设置有多个条形状凸起24，多个条形状凸起24平行设置，谐振空腔23内两侧的凸起24对称设置，通过在谐振空腔23内增加凸起24结构，进而增加了谐振空腔23的电尺寸，使天线具有宽带的开路特性。
本实施例中，馈电单元3与馈电线槽22正交，图3是图2的具体实施例中A局部结构示意图,图4是图2的具体实施例中B局部结构示意图，结合图2、图3和图4，馈电单元3呈带状，馈电单元3包括第一传输线31和第二传输线32。在介质基板1上、馈电线槽22的右侧设置有第一金属化通孔11，馈电单元3通过第一金属化通孔11与辐射单元2连通，本实施例中，第一传输线31嵌夹在介质基板1中第一传输线31呈倒L型，第一传输线31的第一首端通过第一金属化通孔11与辐射单元2连通，以阻止能量形成波导模继续向右传播，第一传输线31的尾端与第二传输线32的首端连通，本实施例中，在介质基板1底部、谐振空腔23的左侧设置有第二金属化通孔12，第二传输线32设置在介质基板1的表面，第一传输线31的第一尾端通过第二金属化通孔12与第二传输线32的第二首端连通，第二传输线32的尾端连接馈电接头5，第二传输线32呈带状，第二传输线32的尾端与馈电接头5的一端焊接，馈电单元3将馈电接头5的能量传输至辐射单元2中使得谐振空腔23的辅助能量从馈电单元3过渡到辐射单元2中，辐射单元2将能量辐射至自由空间中，本实施例中，馈电接头5采用SMA-KHD10接头。
在具体应用在，本发明的天线结构用于暗室测量，暗室内铺满大量的吸波材料，图5是本发明一种天线结构与吸波材料的连接示意图，参照图5，本发明的天线结构100通过馈电接头200插接到吸波材料300的基座上，本发明的天线结构100在谐振空腔内增加多个条形状凸起，谐振空腔与位于谐振空腔下部的吸波材料300的基座耦合，使得吸波材料300的基座作为有耗器件在谐振空腔中形成负载，显著降低了低频段天线的驻波，从而拓展了天线的工作频段。
一种天线结构，在辐射单元内壁设置向谐振空腔内延伸的凸起，使得天线在整体保持小尺寸的情况下，通过增加内部谐振空腔形状尺寸拓宽了天线低频的工作频段，且该谐振空腔可配合其他的有耗元件形成负载，得到更优的匹配性能。与现有技术中需要增加天线物理尺寸相比，成本低，无需重新设计天线辐射单元，不影响天线现有的辐射特性。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (8)

1.一种天线结构，其特征在于，其包括介质基板、设置在所述介质基板顶层与底层的辐射单元、以及嵌夹在所述介质基板中的馈电单元，所述辐射单元上开设有相互连通的渐变线槽、馈电线槽和谐振空腔，所述渐变线槽为向两侧展开形成的喇叭型，且其窄端通过所述馈电线槽连接至所述谐振空腔，所述谐振空腔内设置有凸起；
多个所述凸起设置在所述谐振空腔内的两侧；
所述凸起呈条形状。
2.根据权利要求1所述的一种天线结构，其特征在于，所述渐变线槽以指数曲线形式或对数曲线形式或线性直线形式对称地由内至外向两侧展开至所述辐射单元的边缘。
3.根据权利要求1所述的一种天线结构，其特征在于，所述馈电单元与所述馈电线槽正交。
4.根据权利要求3所述的一种天线结构，其特征在于，所述介质基板上、在所述馈电线槽的右侧设置有第一金属化通孔，所述馈电单元通过所述第一金属化通孔与所述辐射单元连通。
5.根据权利要求4所述的一种天线结构，其特征在于，所述馈电单元包括第一传输线和第二传输线，所述第一传输线的第一首端通过所述第一金属化通孔与所述辐射单元连通，所述第一传输线的第一尾端与所述第二传输线的第二首端连通，所述第二传输线的第二尾端连接馈电接头。
6.根据权利要求5所述的一种天线结构，其特征在于，所述介质基板上、在所述谐振空腔的左侧设置有第二金属化通孔，所述第一传输线嵌夹在所述介质基板中，所述第二传输线设置在所述介质基板表面，所述第一传输线的第一尾端通过所述第二金属化通孔与所述第二传输线的第二首端连通。
7.根据1至6任一项所述的一种天线结构，其特征在于，所述馈电单元呈带状。
8.根据权利要求1所述的一种天线结构，其特征在于，所述辐射单元为金属材料。
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