[发明专利]一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线

说明书

一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线，包括半模衬底集成空腔(1)，半模衬底集成空腔(1)由底面(2)、顶面(3)、介质衬底(4)、开口(5)、馈电探针(6)、导电侧壁(7)构成；底面(2)位于介质衬底(4)底端中心，顶面(3)位于介质衬底(4)顶端中心；馈电探针(6)为铜圆柱，铜圆柱的顶端与顶面(3)相连，铜圆柱的底端与底面(2)之间绝缘。本发明，结构简单、尺寸小，加工方便，‑10dB工作频带为2.395～2.457GHz，‑10dB带宽约为62MHz，随着信号频率从2.395GHz逐渐上升至2.457GHz，在xz平面内的主波束方向角度从39°逐渐扫描至6°，且在扫描过程中天线增益始终大于6dBi，天线效率大于86％，适用于移动通信、可穿戴设备等领域，具备较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及天线技术领域，具体涉及一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线。

背景技术

近年来，频率扫描天线因其波束方向随频率变化的特性成为天线领域的研究热点之一。但现有技术方案中，频率扫描天线一般为阵列天线结构，天线尺寸较大，因此难以在移动通信、可穿戴设备等领域进行实用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种尺寸小、结构简单的基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线，以克服现有的阵列天线结构复杂、尺寸大，不适用于便携式和可穿戴设备的问题。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案具体如下：

一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线，包括半模衬底集成空腔，半模衬底集成空腔由底面、顶面、介质衬底、开口、馈电探针、导电侧壁构成。半模衬底集成空腔分为镜像对称放置的上部半模衬底集成空腔和下部半模衬底集成空腔。底面位于介质衬底底端中心，顶面位于介质衬底顶端中心；馈电探针为铜圆柱，铜圆柱的顶端与顶面相连，铜圆柱的底端与底面之间绝缘；导电侧壁由等距排列的铜质过孔组成，铜质过孔顶端连接顶面，铜质过孔底端连接底面；导电侧壁由左侧导电侧壁、右侧导电侧壁和中间导电侧壁组成，左侧导电侧壁和右侧导电侧壁分别位于顶面的左右两侧，中间导电侧壁位于顶面的中间位置，上部半模衬底集成空腔和下部半模衬底集成空腔分别位于中间导电侧壁的上下两侧，开口位于中间导电侧壁的中心位置。

进一步的，所述介质衬底的长为110mm，所述介质衬底的宽为110mm，所述介质衬底的高为1.58mm；介质衬底的材质为Rogers RT/duroid 5880。

进一步的，所述底面与所述介质衬底底端尺寸相同。

进一步的，所述顶面为矩形，所述顶面宽为57.8mm，所述顶面长为67.8mm。

进一步的，所述顶面和底面是由型号为NCS95R-CR的导电布材质组成，其方块电阻为0.04Ω。

进一步的，所述铜质过孔的半径为0.4mm，所述铜质过孔的间距为2mm。

进一步的，所述铜圆柱半径为0.6mm。

进一步的，所述开口的长度为9mm。

与现有技术相比，本发明的有益效果：

本发明的天线，结构简单、尺寸小，加工方便，-10dB工作频带为2.395～2.457GHz，-10dB带宽约为62MHz，随着信号频率从2.395GHz逐渐上升至2.457GHz，在xz平面内的主波束方向角度从39°逐渐扫描至6°，且在扫描过程中天线增益始终大于6dBi，天线效率大于86％，适用于移动通信、可穿戴设备等领域，具备较好的应用前景。

附图说明

图1为本发明一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线的结构示意图；

图2为本发明一种基于半模衬底集成空腔的频率扫描天线的回波损耗曲线；