CN202930549U - 基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线，包括有两块平行的上、下介质基板，上、下介质基板之间设有作为接地板的褶皱金属板，上介质基板上印刷有辐射单元，称为辐射介质基板；下介质基板上印刷有馈电线，称为馈电介质基板，褶皱金属板上端面中心处开设有矩形细缝，褶皱金属板上在垂直于上端面方向、在矩形细缝两边对称刻蚀有凹槽。本实用新型具有高增益、窄波束、体积小、剖面低、等特点，符合目前市场上Ku波段通信要求。

Description

基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线

技术领域

本实用新型涉及Ku波段通信领域，具体涉及一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线。

背景技术

自从1998年，T.W Ebbesen等人发现光学波段亚波长孔阵的异常透射现象以来，其广泛的应用前景引起了研究人员的广泛兴趣。目前透波增强特性已经被逐步应用于各种光学器件中，利用透波增强特性来研究新型纳米结构已经成为了光学器件研究的热点之一。

实验证明，在微波波段使用类似结构也能产生透波增强特性，如周期孔阵、在小孔周围刻蚀凹槽等。2005年，M. Beruete小组率先提出将透波增强特性应用于微波波段喇叭天线的设计中，他们使用在小孔周围刻蚀凹槽的方法实现透波增强，从而达到提高天线的增益及方向性的目的。2006年，该小组通过调节褶皱板的结构参数，使喇叭天线获得双频特性的同时，还具有更加优秀的回波损耗。在随后2007年里，他们在凹槽内填充介质材料，缩小了喇叭天线的尺寸。另外，中科院成都研究所程黄、赵泽宇等人在2009年提出双馈电矩形喇叭天线，同样也取得良好的效果。2010年，该课题组又提出“双缝多槽”喇叭天线模型，将天线增益及方向性进一步提高。但是，由于喇叭天线本身存在成本高、不易集成等问题，在实际应用中受到一定限制。特别是在运动物体的空气动力学性能有严格要求的情况。所以，将透波增强特性运用到微带天线的设计中，具有重要的研究意义和实用价值。

实用新型内容

本实用新型的目的是公开了一种新型口径耦合微带天线，通过将透波增强现象引入口径耦合天线的设计中，得到高增益、窄波束的微带天线。

本实用新型的技术方案如下：

一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线，其特征在于：包括有两块平行的上、下介质基板，上、下介质基板之间设有作为接地板的褶皱金属板，上介质基板上印刷有辐射单元，称为辐射介质基板；下介质基板上印刷有馈电线，称为馈电介质基板，褶皱金属板上端面中心处开设有矩形细缝，褶皱金属板上在垂直于上端面方向、在矩形细缝两边对称刻蚀有凹槽。

褶皱金属板上的矩形细缝使得电磁场可以由馈电线耦合进入辐射贴片；凹槽使得在上端面的电磁场可以被调制。

本实用新型的优点是：

本实用新型具有高增益、窄波束、体积小、剖面低、微带馈电等特点，符合目前市场上Ku波段通信要求。

附图说明

为更清楚的说明本实用新型的实施例，下面将对实施例描述中所需使用的附图做一些简单的介绍。以下描述附图中涉及的只是本实用新型的一个实施例，对于本领域的一般技术人员，根据本实用新型的思想，在不付出任何创造性劳动的前提下，可以根据这些附图得到不同的具体实施方式。

图1为本实用新型的实施例的结构示意图。

图2为本实用新型的实施例的S11曲线图。

图3为本实用新型的实施例的远场方向图。

图4为对比传统口径耦合微带天线远场方向图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的一种实施例进行详细的描述，具体实施方式为：

参见附图1，一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线，包括有两块平行的上、下介质基板1、2，上、下介质基板1、2之间设有作为接地板的褶皱金属板3，上介质基板1上印刷有辐射单元4，称为辐射介质基板；下介质基板2上印刷有馈电线5，称为馈电介质基板，褶皱金属板3上端面中心处开设有矩形细缝6，褶皱金属板3上在垂直于上端面方向、在矩形细缝6两边对称刻蚀有凹槽7。

褶皱金属板3上的矩形细缝6使得电磁场可以由馈电线耦合进入辐射贴片；凹槽7使得在上端面的电磁场可以被调制。该褶皱金属板3上刻蚀的凹槽7，其结构参数满足本实用新型提出的经验公式1。

$\left\{\begin{array}{c}w<<\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_0}{\sqrt{{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{\&gamma;}}}}\\ p\&ap;\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_0}{\sqrt{{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{\&gamma;}}}}\\ d\&ap;\frac{1}{4}\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_0}{\sqrt{{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{\&gamma;}}}}\\ h\&ap;\frac{1}{2}\frac{{\mathrm{\&lambda;}}_0}{\sqrt{{\mathrm{\&epsiv;}}_{\mathrm{\&gamma;}}}}\end{array}\right)---\left(1\right)$

图2为本实用新型的实施例的S11曲线示意图。由图可以看出，天线在13GHz处的S11<-35dB，完全满足Ku波段通信的工程需要。本实用新型的实施例的远场方向图如图3所示，对比图4可知，天线主瓣增益提高了5.3到B，达到11dB；E面和H面的半功率波瓣宽度都为30°和55°，分别减小了125°和10°；前后比为26dB，增加了6dB。本实用新型具有高增益、窄波束、体积小、剖面低、等特点，符合目前市场上Ku波段通信要求。

以上对本实用新型所公开了的一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线，进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，根据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (1)

1.一种基于透波增强现象的新型口径耦合微带天线，其特征在于：包括有两块平行的上、下介质基板，上、下介质基板之间设有作为接地板的褶皱金属板，上介质基板上印刷有辐射单元，称为辐射介质基板；下介质基板上印刷有馈电线，称为馈电介质基板，褶皱金属板上端面中心处开设有矩形细缝，褶皱金属板上在垂直于上端面方向、在矩形细缝两边对称刻蚀有凹槽。

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