專利名稱：半?；刹▽ю侂姷膶拵О四咎炀€的制作方法
技術領域：
本發(fā)明是一種基于新型饋電結構的寬帶八木天線設計技術。所設計天線工作帶 寬為22GHz — 30GHz,增益為10dB，包含半?；刹▽Ш蛯拵О四咎炀€結構兩部 分。通過將半?；刹▽c八木天線級聯(lián)，這種導波結構饋電八木天線結構， 形成了饋電結構簡單、工作帶寬寬的寬帶天線。該天線設計基于平面印刷電路技術， 體積小巧，適合平面高度集成。
背景技術：
隨著通信技術的高速發(fā)展，具有低復雜度、低成本、工作帶寬寬等諸多優(yōu)點的 寬帶通信系統(tǒng)得到的廣泛的研究和應用。而毫米波是重要而開發(fā)較晚的電磁頻譜。 毫米波以其波長短、頻帶寬、準光性和準全天候而備受青睞，在軍事和民用系統(tǒng)得 到了很大的應用。因此毫米波寬帶通信系統(tǒng)的應用有著很大的應用前景?？臻g八木 陣列天線廣泛應用于寬帶通信系統(tǒng)，由于其體積大而逐步發(fā)展為印刷八木陣列天 線，但是目前毫米波印刷八木天線的饋電結構損耗大。半模基片集成波導是一種低 剖面、低成本、工作帶寬寬、設計簡單、損耗低的平面?zhèn)鬏斁€結構，同時上下平面 的電流相位差為180"，具有平衡線特性。將八木天線和半?；刹▽ЫY構相結 合，可以形成低剖面、低成本、高增益的寬帶印刷八木天線。

發(fā)明內容
技術問題本發(fā)明的目的是提出一種半?；刹▽ю侂姷膶拵О四咎炀€ ，該天線不僅具有高增益、寬帶特性，而且結構簡單、體積小巧，滿足平面電路集 成的要求，并且具有成本低、便于批量生產等優(yōu)點，因此適用于寬帶通信系統(tǒng)的應 用場合。
技術方案本發(fā)明的半?；刹▽ю侂姷陌四咎炀€在介質基片的兩面分別 設有上表面金屬鍍層和下表面金屬鍍層，在介質基片的正面設有四個引向器，在引 向器的下部設有正面交叉八木偶極子單元，正面饋電平行線、半?；刹▽У?正面金屬金屬鍍層、微帶漸變線、50歐姆微帶線順序串聯(lián)連接，饋電平行線的上端接正面交叉八木偶極子單元，50歐姆微帶線的下端為輸入端口；在介質基片的底面 設有分別與正面交叉八木偶極子單元、正面饋電平行線對稱的底面交叉八木偶極子 單元、底面饋電平行線，在底面饋電平行線的下部連接半?；刹▽Ш臀Ь€ 的地表面，同時該天線具有一排等效為波導壁的金屬化通孔連接半?；刹▽?和微帶線的地表面半?；刹▽У恼娼饘俳饘馘儗印?br> 半?；刹▽У恼娼饘馘儗又苯雍桶四九紭O子陣列天線的正面饋電平 行線連接，半?；刹▽Ш臀Ь€的底面地表面直接和八木偶極子陣列天線的 底面饋電平行線連接，最后形成該天線的饋電結構，同時金屬化通孔是在介質基片 上開設通孔，該金屬化通孔與覆于介質基片雙側的上表面金屬鍍層和下表面金屬鍍 層連接起來。 有益效果
1. 天線具有寬帶特性，可以滿足寬帶微波毫米波通信系統(tǒng)要求；
2. 天線設計簡單，在毫米波頻段，直接使用半?；刹▽Ъ夹g饋電八木 天線，實現了饋電結構的簡單化、平面化和易集成化。
3. 天線整體體積小巧，采用半模基片集成波導做為饋線，可以方便與微波平 面電路高度集成，適合移動小型化設備使用；
4. 整個天線的各部分集成為一體，結構簡單，全部利用PCB工藝生產，成本
低、精度高、重復性好，適合大批量生產。
5. 低損耗；饋電結構采用半?；刹▽ЫY構，該結構中的上、下金屬敷
層和中間的金屬化通孔，從基片集成波導技術演化而來，保留了基片集成波導固有 的低損耗特性；同時由于該半?；刹▽У膶捀弑认鄬刹▽Ц　Ｒ?此電磁波在傳播過程因介質的非理想性而產生的損耗更小，具有更佳的低損耗特 性。
6. 增益高天線使用四個引向器，提高了增益。


圖l為本發(fā)明的側視圖， 圖2為本發(fā)明的頂視圖， 圖3為本發(fā)明的低視圖， 圖4為本發(fā)明的天線的測試反射系數，圖5為本發(fā)明的天線測試增益，
圖6為本發(fā)明在28GHz的天線測試方向圖，包括E面主極化方向圖、H面主極 化方向圖、H面交叉極化方向圖和E面交叉極化方向圖。
以上的圖中有介質基片l，上表面金屬鍍層2，下表面金屬鍍層3，金屬化通 孔4，引向器5，半?；刹▽Ш臀Ь€的下表面金屬鍍層6,半?；刹?導上表面金屬鍍層7，微帶漸變過渡線8， 50歐姆微帶線9，輸入端口 10，上表面 平行線ll，下表面平行線12，上表面饋源陣子天線13，下表面饋源陣子天線14。
具體實施例方式
本發(fā)明的半?；刹▽ю侂姷膶拵О四咎炀€是通過印刷電路板技術在微 波介質基片實現。半模基片集成波導結構做饋電結構，實現同軸線到八木陣列天線 的過渡。
寬帶印刷八木陣列天線由一塊介質基片，在介質基片上下表面覆蓋的兩層金屬 鍍層和一排金屬化通孔共同構成；上表面金屬鍍層包含有50歐姆微帶線、微帶漸 變線、半?；?集成波導的上層金屬面、引向器、天線陣子和平行線；下表面金屬 鍍層包含有半模基片集成波導和微帶線的地表面金屬層、與上表面天線陣子交叉對 稱的下表面天線陣子，與上表面平行線對稱的下表面平行線；其中，天線輻射單元 采用上下表面的交叉陣子；饋線部分采用半模基片集成波導形式，饋線部分與天線 輻射單元之間通過上下表面的平行線直接連接；為了提高增益，采用4個引向器； 同時為了測試方便，微帶漸變線用來匹配半?；刹▽c50歐姆微帶線。 半?；刹▽ю侂姷陌四咎炀€結構如圖卜圖3所示，介質基片1由上表面金屬 鍍層2、下表面金屬鍍層3和一排金屬化孔4共同構成。上表面金屬鍍層2包含有 四個引向器5，半?；刹▽У纳媳砻娼饘馘儗?,微帶漸變過渡線8， 50歐 姆微帶線9，上表面饋電平行線ll，上表面饋源陣子天線13。下表面金屬金屬鍍層 3包含有半?；刹▽Ш臀Ь€的下表面金屬鍍層6，下表面饋電集合平行線 12，下表面饋源陣子天線14。在基片的一側具有一排等效為波導壁的金屬化通孔4。 該天線由半模基片集成波導饋電，形成了上表面陣子13和下表面陣子14的電流平 衡特性。同時為了測試的方便， 一段微帶漸變過渡線8匹配連接于半?；刹?導結構和50歐姆微帶線9之間形式，在半?；刹▽У囊欢藶檩斎攵丝?10。 金屬化通孔4的直徑為0.4毫米，相鄰金屬化通孔中心之間的間距為0.8毫米；在 通孔內壁上設置金屬套并將金屬套與覆于介質基片雙側的金屬金屬鍍層連接起來。
權利要求
1.一種半?；刹▽ю侂姷陌四咎炀€，其特征在于該天線在介質基片(1)的兩面分別設有上表面金屬鍍層(2)和下表面金屬鍍層(3)，在介質基片(1)的正面設有四個引向器(5)，在引向器(5)的下部設有正面交叉八木偶極子單元(13)，正面饋電平行線(11)、半?；刹▽У恼娼饘俳饘馘儗?7)、微帶漸變線(8)、50歐姆微帶線(9)順序串聯(lián)連接，饋電平行線(11)的上端接正面交叉八木偶極子單元(13)，50歐姆微帶線(9)的下端為輸入端口(10)；在介質基片(1)的底面設有分別與正面交叉八木偶極子單元(13)、正面饋電平行線(11)對稱的底面交叉八木偶極子單元(14)、底面饋電平行線(12)，在底面饋電平行線(12)的下部連接半?；刹▽Ш臀Ь€的地表面(6)，同時該天線具有一排等效為波導壁的金屬化通孔(4)連接半?；刹▽Ш臀Ь€的地表面(6)半?；刹▽У恼娼饘俳饘馘儗?7)。
2.根據權利要求l所述的半模基片集成波導饋電的八木天線，其特征是半模 基片集成波導的正面金屬鍍層(7)直接和八木偶極子陣列天線的正面饋電平行線 (11)連接，半?；刹▽Ш臀Ь€的底面地表面(6)直接和八木偶極子陣 列天線的底面饋電平行線(12)連接，最后形成該天線的饋電結構，同時金屬化通 孔(4)是在介質基片(1)上開設通孔，該金屬化通孔(4)與覆于介質基片(1) 雙側的上表面金屬鍍層(2)和下表面金屬鍍層(3)連接起來。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種半?；刹▽ю侂姷膶拵О四咎炀€，包括雙面設有金屬鍍層的介質基片。該結構包括半?；刹▽?、八木陣列天線、微帶漸變過渡線和50歐姆微帶輸出線。半?；刹▽в山饘倩住肽；刹▽У纳蠈咏饘馘儗雍桶肽；刹▽聦咏饘馘儗訕嫵?。八木陣列天線由引向器、上下表面的交叉饋源陣子和平行線構成。為了測試方便，設計了微帶漸變過渡線連接于半?；刹▽Ш?0歐姆微帶線之間。半模基片集成波導結構作為該天線的饋電結構，實現了上下金屬表面電流相位差180度的平衡線結構，這樣就可以直接和八木陣列天線連接，為了提高增益，使用了四個引向器，因此構成了寬帶、高增益、低成本、低輪廓的印刷天線結構。
文檔編號H01Q1/38GK101656351SQ200910033250
公開日2010年2月24日 申請日期2009年6月10日 優(yōu)先權日2009年6月10日
發(fā)明者偉 洪, 翟國華, 蒯振起 申請人:東南大學