[发明专利]太赫兹波段渐变缺陷贴片分形阵列天线

说明书

本发明涉及一种太赫兹波段渐变缺陷贴片分形阵列天线，其特征在于，包括基板、贴覆在基板背面的天线接地板和贴覆在基板正面的渐变缺陷贴片分形阵列辐射贴片，所述渐变缺陷贴片分形阵列辐射贴片是由渐变缺陷贴片分形小天线按照矩形阵列结构排列组成的天线阵列。本发明工作中心频率在1 THz附近，回波损耗最小值低于‑30 dB，绝对工作带宽大于0.2 THz，相对工作带宽大于20%，具有抗破坏性，能够在太赫兹波段宽频带稳定工作。

技术领域

本发明涉及一种太赫兹波段渐变缺陷贴片分形阵列天线。

背景技术

随着太赫兹波发生技术的不断进步，一批高性能的太赫兹波源被设计和生产出来，曾经困扰太赫兹波技术发展的瓶颈问题得到解决，太赫兹波相关技术得到飞速发展，众多基于太赫兹波的应用产品已投入实用。太赫兹波的工作频率高于微波而低于红外线，目前太赫兹波的主要工作频率范围为0.1～10 THz（1 THz=1012 Hz）。太赫兹波与光波一样具有直进性，与微波一样具有穿透性和吸收性，拥有许多其他频段电磁波不具备的独特性能。太赫兹波具有低能量的特点，用其对生物体进行检测时，不会伤害生物体，医疗领域的太赫兹成像与太赫兹检测有很大的发展前景；太赫兹波具有极好的穿透能力，基于太赫兹波的安全检测装置具有很高的检测灵敏度，已大量应用于反恐和危险液体、危险气体检测领域；太赫兹波的频率宽度很大，可以携带大量信息，将太赫兹波用于通信领域，可以大幅度提高无线通信传输速度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种太赫兹波段渐变缺陷贴片分形阵列天线，工作中心频率在1 THz附近，回波损耗最小值低于-30 dB，绝对工作带宽大于0.2 THz，相对工作带宽大于20%，具有抗破坏性，能够在太赫兹波段宽频带稳定工作。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种太赫兹波段渐变缺陷贴片分形阵列天线，其包括基板、贴覆在基板背面的天线接地板和贴覆在基板正面的渐变缺陷贴片分形阵列辐射贴片，所述渐变缺陷贴片分形阵列辐射贴片是由渐变缺陷贴片分形小天线按照矩形阵列结构排列组成的天线阵列。

进一步的，所述天线接地板为全导电接地结构。

进一步的，所述渐变缺陷贴片分形小天线是在尺寸为20μm±1μm×20μm±1μm的矩形区域进行渐变缺陷贴片分形迭代而得到。

进一步的，所述渐变缺陷贴片分形迭代具体为，将矩形区域划分为10行10列共100个小正方形，对于左上方的5行5列共25个小正方形区域，挖去其左上方1个小正方形；对于左下方的5行5列共25个小正方形区域，挖去其左上方2行2列共4个小正方形；对于右下方的5行5列共25个小正方形区域，挖去其左上方3行3列共9个小正方形；对于右上方的5行5列共25个小正方形区域，挖去其左上方4行4列共16个小正方形；最后形成由70个小正方形组成的1阶渐变缺陷贴片分形结构；对1阶渐变缺陷贴片分形结构的每个小正方形做同样的替换，得到2阶渐变缺陷贴片分形结构。

进一步的，所述渐变缺陷贴片分形小天线使用至少2阶的渐变缺陷贴片分形结构。

进一步的，所述矩形阵列结构包括4行4列共16个阵元区域，每个阵元区域的大小为24μm±1μm×24μm±1μm，每个阵元区域中心放置一个渐变缺陷贴片分形小天线。

进一步的，所述基板为低损耗太赫兹波段透波陶瓷基板，其相对介电常数为50±5。

进一步的，所述基板的形状为矩形，基板总体尺寸是96μm±1μm×96μm±1μm，厚度为5μm±1μm。

进一步的，所述天线接地板和辐射贴片由导电银浆印制而成。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：