[发明专利]栅缝地金属过孔阶跃阻抗的半槽天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种槽缝天线，尤其是一种栅缝地金属过孔阶跃阻抗的半槽天线。

背景技术

槽缝天线是振子天线的对偶天线，有着广泛的应用。但是，普通的槽缝天线不仅辐 射槽缝本身的长度要有二分之一波长，而且辐射槽缝周围还需要较大的金属地面积，通 常金属地的长度比槽缝的长度大二分之一波长，金属地的宽度比槽缝的宽度大二分之一 波长。较大的金属地会使得槽缝天线不适合多输入多输出(MIMO)应用，导致天线的 交叉极化变差，这些都将导致频谱效率和信道容量的下降。同时槽缝的阻抗很大，还使 得槽缝天线馈电传输线的阻抗匹配比较困难。同时现代通信的发展还要求天线可以多频 带工作、并且两个频带可以分别调节。

发明内容

技术问题:本发明的目的是提出一种栅缝地金属过孔阶跃阻抗的半槽天线，该天线不 仅可以有多个工作频带，而且多个频带可以分别调节；该天线可以减小辐射槽缝的长度 和金属地的面积，而且具有抑制交叉极化的作用。

技术方案：本发明的栅缝地金属过孔阶跃阻抗的半槽天线包括介质基板、设置在介 质基板上的金属地和辐射槽缝、微带馈线；介质基板的一面是金属地，介质基板的另一 面是微带馈线的导带；金属地上有辐射槽缝，辐射槽缝的形状是矩形，辐射槽缝位于金 属地的中心；金属地上多条平行栅缝构成的栅缝阵列，栅缝的形状是矩形，栅缝位于辐 射槽缝的四周，栅缝与辐射槽缝相互垂直；栅缝的一端短路；栅缝的另一端开路，位于 介质基板的边缘；辐射槽缝的一端短路，另一端开路；在辐射槽缝靠近开路端的部分， 其槽缝的两个边缘，有两排金属化过孔阵列，使得辐射槽缝靠近开路端的部分的特性阻 抗变低，形成低阻槽缝；辐射槽缝的其余部分是高阻槽缝，高阻槽缝和低阻槽缝一起构 成阶跃阻抗辐射槽缝，产生一个频率较低的低频工作频带和一个频率较高的高频工作频 带；金属化过孔穿越介质基板，一头与金属地相连，另一头在介质基板的另一面；金属 地也是所述的微带馈线的接地面，微带馈线的一端是天线的端口，微带馈线的导带的另 一端跨过高阻槽缝并伸展一段长度至终端，微带馈线的终端开路；微带馈线的导带有两 部分构成，第一部分导带是从天线的端口到其刚刚跨越高阻槽缝的位置，微带馈线的导 带的其余部分为第二部分导带。

改变介质基板的厚度、磁导率和介电常数，可以改变高阻槽缝和低阻槽缝的特性阻 抗，改变阶跃阻抗辐射槽缝的高低阻抗比，进而改变天线的低频工作频带的工作频率和 高频工作频带的工作频率。

改变低阻槽缝的长度、低阻槽缝在辐射槽缝中的位置，可以调节辐射槽缝的电长度， 以实现不同程度的天线小型化，还可以改变天线的低频工作频带的工作频率和高频工作 频带的工作频率。

改变第二部分导带的长度和宽度，可以改变天线的工作频率、工作频带的宽度和辐 射槽缝的电长度。

改变栅缝阵列中相邻栅缝的间距、栅缝的宽度、栅缝短路端离辐射槽缝的距离，可 以改变天线的工作频率、工作频带的宽度和辐射槽缝的电长度。

金属化过孔阵列中，改变相邻金属化过孔的间距，可以调节低阻槽缝的特性阻抗， 改变阶跃阻抗辐射槽缝的高低阻抗比，进而改变天线的低频工作频带的工作频率和高频 工作频带的工作频率。

改变辐射槽缝的宽度，可以调节低阻槽缝和高阻槽缝的特性阻抗，改变阶跃阻抗辐 射槽缝的高低阻抗比，进而改变天线的低频工作频带的工作频率和高频工作频带的工作 频率。

金属化过孔阵列中，相邻金属化过孔的间距要小于十分之一波长。

栅缝的电长度不应该取在四分之一，以避免引起谐振辐射，造成交叉极化的上升。