本發明專利技術公開了一種小型化環形半模基片集成波導背射天線，該天線包括介質板、上層金屬面和下層金屬面。所述介質板側壁上設有呈半圓形排列的金屬化通孔，這些等間隔排列的金屬化通孔與介質板的左窄邊側壁一起構成了半模基片集成波導腔體；所述上層金屬面的微帶線饋電方式采用嵌入式饋電，此種饋電方式可以方便地調節天線的輸入阻抗；所述下層金屬面蝕刻有半圓形輻射區域以及一點短路結構，天線的諧振頻率和輸入阻抗隨短路結構的長度變化而變化。本發明專利技術結構簡單，體積小，增益高，制作方便，可廣泛應用于平面電路中。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種小型化環形天線，具體涉及一種環形半模基片集成波導背射天線。
技術介紹
天線是無線通信系統中的重要組成部分，其本身性能的好壞嚴重影響通信系統的性能指標。天線的發展歷史悠久，結構各異，各有特點。傳統的矩形金屬波導天線，增益高、主瓣窄、損耗小，但是體積龐大，結構復雜，難以實現平面集成。隨著微波技術的不斷發展，人們不斷追求微波電路和微波器件的小型化、集成化，從而研究出了基片集成波導傳輸線結構?；刹▽c傳統矩形波導有著類似的傳輸特性，利用基片集成波導技術設計天線，不僅可以實現傳統矩形波導天線特有的性能，克服傳統矩形波導天線體積龐大的缺點，而且容易實現雙頻、雙極化的工作方式。近年來，半?；刹▽ё鳛槲⒉ê撩撞?br>里的一項前沿技術越來越受人們注意的原因在于，半?；刹▽Р粌H保留了全模基片集成波導所有的優點，如損耗小、高Q值等，而且體積減小為全模基片集成波導的一半，使得設計更為簡單，制作更為方便。未來，半?；刹▽炀€將會得到廣泛應用。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供一種環形半?；刹▽П成涮炀€。本專利技術結構簡單，體積小，增益高，制作方便，可廣泛應用于平面電路中。本專利技術解決上述技術問題所采用的技術方案是：設計一種環形半?；刹▽П成涮炀€，該天線包括介質板、上層金屬面和下層金屬面。所述介質板側壁上設有呈半圓形排列的金屬化通孔，這些等間隔排列的金屬化通孔與介質板的左窄邊側壁一起構成了半?；刹▽惑w；所述上層金屬面的微帶線饋電方式采用嵌入式饋電，此種饋電方式可以方便地調節天線的輸入阻抗；所述下層金屬面蝕刻有半圓形輻射區域以及一點短路結構，天線的諧振頻率和輸入阻抗隨短路結構的長度變化而變化。所述的半圓形基片集成波導腔體的半徑r1大于二分之一個波長且小于一個波長。所述的金屬化通孔的直徑d小于十分之一波長，相鄰通孔的中心間距s小于兩倍的直徑長度。所述的下層金屬面的半圓形輻射區域的半徑r2小于等于五分之一波長。所述的下層金屬面上的短路結構呈矩形，并關于直線AA’對稱。所述的介質板Rogers5880，厚0.5mm，相對介電常數為2.2。本專利技術相對于現有技術提供一種環形半模基片集成波導背射天線，結構簡單、損耗低、體積小、易于集成，其有益效果在于：1)半?；刹▽ЫY構不僅保留了全模基片集成波導所有的優點，如損耗小、高Q值等，而且體積減小為全?；刹▽У囊话?，設計更為簡單，制作更為方便；2)調節微帶線饋電的嵌入深度，可以實現良好的阻抗匹配和較高的天線輻射效率；3)采用半圓環形天線結構以及矩形短路結構，可以有效調節天線的諧振頻率及阻抗匹配，實現小型化、高增益?！靖綀D說明】圖1是本專利技術的一種環形半模基片集成波導背射天線結構示意圖。圖2是本專利技術的一種環形半?；刹▽П成涮炀€諧振頻率f隨z2的變化曲線。圖3是本專利技術的一種環形半模基片集成波導背射天線S11仿真結果圖。圖4是本專利技術的一種環形半?；刹▽П成涮炀€的E面輻射方向圖。圖5是本專利技術的一種環形半模基片集成波導背射天線的H面輻射方向圖。【具體實施方式】為了更加詳細的闡述本專利技術的實施方案，下面結合附圖對本專利技術作進一步說明。如圖1所示，本專利技術提供的一種環形半?；刹▽П成涮炀€，包括介質板[1]、上層金屬面[2]和下層金屬面[6]。所述介質板[1]側壁上設有呈半圓形排列的金屬化通孔[3]，這些等間隔排列的金屬化通孔[3]與介質板[1]的窄邊側壁[9]一起構成了半?；刹▽惑w；所述上層金屬面[2]的微帶線饋電方式采用嵌入式饋電[5]，此種饋電方式可以方便地調節天線的輸入阻抗；所述下層金屬面[6]蝕刻有半圓形輻射區域[7]以及一點短路結構[8]。上述實施方式中，短路結構[8]關于過半圓形基片集成波導圓心點的直線AA’對稱，寬0.8mm，長1.5mm，可以調節天線的阻抗匹配及諧振頻率，使天線在某個頻率上實現小型化、高增益性能。天線采用的介質板材為Rogers5880，其相對介電常數為2.2，厚0.5mm，損耗正切角為0.0009，介質板的尺寸為37×14(mm2)。半圓形基片集成波導腔體的半徑r1取12.5mm，構成基片集成波導腔體的金屬化通孔[3]直徑d為1mm，相鄰通孔中心間距s為1.3mm。天線的具體參數如下表所示，單位為mm：r1r2d12.51.51sz1z21.230.81.5afbfw502.50.81本專利技術天線工作在24.9GHz，經仿真軟件HFSS仿真優化得到的結果如圖2--5所示。圖2給出了本專利技術天線的諧振頻率f與短路結構[8]的長度z1的關系曲線。根據圖2可以看出，短路結構[8]的長度決定著天線的諧振頻率，并且隨著短路結構[8]長度的增加，諧振頻率相應減小。圖3表示該環形半?；刹▽П成涮炀€的S11參數，結果表明天線在諧振頻率24.9GHz處，回波損耗為-31.6dB，-10dB帶寬為24.61GHz--25.31GHz。圖4表示該環形半模基片集成波導背射天線的E面方向圖，圖5表示該環形半?；刹▽П成涮炀€的H面方向圖，該天線的最大增益達到了7.8dBi。本專利技術天線雖然結構簡單，體積緊湊，但是天線的性能卻在傳統波導天線及其他基片集成波導天線之上。本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種環形半模基片集成波導背射天線，該天線包括介質板[1]、上層金屬面[2]和下層金屬面[6]。所述介質板[1]側壁上設有呈半圓形排列的金屬化通孔[3]，這些等間隔排列的金屬化通孔[3]與介質板[1]的左側壁[9]一起構成了半?；刹▽惑w；所述上層金屬面[2]的微帶線饋電方式采用嵌入式饋電[5]，此種饋電方式可以方便地調節天線的輸入阻抗；所述下層金屬面[6]蝕刻有半圓形輻射區域[7]以及一點短路結構[8]，天線的諧振頻率和輸入阻抗隨短路結構[8]的長度變化而變化。
【技術特征摘要】
1.一種環形半?；刹▽П成涮炀€，該天線包括介質板[1]、上層金屬面[2]
和下層金屬面[6]。所述介質板[1]側壁上設有呈半圓形排列的金屬化通孔[3]，這
些等間隔排列的金屬化通孔[3]與介質板[1]的左側壁[9]一起構成了半模基片集
成波導腔體；所述上層金屬面[2]的微帶線饋電方式采用嵌入式饋電[5]，此種饋
電方式可以方便地調節天線的輸入阻抗；所述下層金屬面[6]蝕刻有半圓形輻射
區域[7]以及一點短路結構[8]，天線的諧振頻率和輸入阻抗隨短路結構[8]的長度
變化而變化。
2.根據權利要求1所述的一種環形半模基片集成波導背射天線，其特征在于：半
圓形基片集成波導腔體以點[10]為圓心的半徑r1大于二分之一個波長且小于一
個波長。
3.根據權利要求1所述的一種環...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張寧，于峰崎，鐘催林，
申請(專利權)人：中國科學院深圳先進技術研究院，
類型：發明
國別省市：廣東;44
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