[发明专利]一种用于自补结构天线的阻抗变换器

权利要求书

1.一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：包括介质基板，所述介质基板为圆形的介质基板，在介质基板上以介质基板的圆心为圆心，r_in为半径的圆形区域为附着于介质基板上的电流传输区，在电流传输区以外的介质基板上以介质基板的圆心为圆心，r_in为内径，r_out为外径的圆环形区域为附着于介质基板上的天线辐射区；

在电流传输区分布有N条以圆心为中心呈中心对称的螺旋线形的金属渐变传输线；各渐变传输线靠近圆心的一端为起始端，远离圆心的一端为末端，其中N≥2；

在天线辐射区分布有N条以圆心为中心呈中心旋转对称的螺旋线，形成一个内径为r_in、外径为r_out的标准阿基米德螺旋天线；各螺旋线靠近圆心的一端为起始端，远离圆心的一端为末端，各螺旋线的起始端分别对应连接一渐变传输线的末端且连接处光滑过渡；

其中各渐变传输线的起始端均在以介质基板的圆心为圆心，r₀为半径的圆周上，r₀＞0；各渐变传输线的末端均在以介质基板的圆心为圆心，r_in为半径的圆周上，r₀＜r_in＜r_out；

渐变传输线为特性阻抗呈线性渐变的线性渐变线、特性阻抗呈指数型渐变的指数型渐变线或者特性阻抗呈切比雪夫型渐变的切比雪夫型渐变线；

各螺旋线的线宽与渐变传输线其末端的线宽相等即均为w，即电流传输区和天线辐射区这两个区域连接处的阻抗相等以实现阻抗匹配。

2.根据权利要求1所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：各渐变传输线的线宽从起始端开始随着其长度的增加而逐渐减小直至其末端，渐变传输线其末端的线宽设为w。

3.根据权利要求1所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：在天线辐射区中的相邻螺旋线圈之间的间距相等。

4.根据权利要求1所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：渐变传输线为特性阻抗呈切比雪夫型渐变的切比雪夫型渐变线，如果给出渐变传输线的反射系数容限为ρ_m，渐变传输线的起始端特性阻抗和末端特性阻抗分别为50Ω和Z_L，则渐变传输线的最小长度为：

其中，λ_g为最小频率的波导波长，Z₀，Z_L分别为渐变传输线起始端和末端的特性阻抗。

5.根据权利要求1所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：在各渐变传输线起始端处的介质基板上设有贯穿介质基板的通孔，通孔的数量为N，N≥2。

6.根据权利要求5所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：在与电流传输区背对的介质基板的背面设有金属接地面，金属接地面的外缘轮廓与各渐变传输线螺旋形成的最外圈轮廓相对应。

7.根据权利要求1所述的一种用于自补结构天线的阻抗变换器，其特征在于：N＝4。