[发明专利]高增益蝶形微带枝节天线

权利要求书

1.高增益蝶形微带枝节天线，包括辐射金属层(1)、微波介质层(2)、接地金属层(3)和同轴端口(4)，其特征在于：所述微波介质层(2)介于辐射金属层(1)和接地金属层(3)之间，选用介电常数为2～5，厚度为工作频率对应自由空间波长的1/20～1/10范围的微波介质材料，同时辐射金属层(1)、接地金属层(3)选用厚度为18μm或35μm的铜，并且接地金属层(3)上开设有同轴端口(4)，同轴端口(4)和辐射金属层(1)连通在一起，其中天线采用50欧姆的同轴端口(4)进行探针馈电，能量由同轴端口(4)进入，其外芯与接地金属层(3)相连接，内芯沿探针(13)与辐射金属层(1)相连，从而产生有效辐射；

所述辐射金属层(1)由辐射部分(5)和阻抗匹配部分(6)组成，阻抗匹配部分(6)安装在辐射部分(5)的底部侧壁上，所述辐射部分(5)包含一个蝶形金属环(7)和两组镜像对称放置的辐射枝节(8)，同时所述蝶形金属环(7)由平行于枝节长度方向的传输线(9)和弯折传输线(10)组成，具有产生有效辐射和给辐射枝节(8)馈电的双重作用，所述传输线(9)的长度为0.45～0.55λg，宽度为0.03～0.2λg；弯折传输线(10)的长度为0.8～1.2λg，宽度为0.03～0.08λg；

两组辐射枝节(8)镜像对称地放置在弯折传输线(10)的外侧，每组辐射枝节均包含2N+1个的单枝节(11)，N在0～3之间；当N＝0时，每组枝节只有一个枝节，且枝节恰好位于弯折传输线(10)的弯折点，也即弯折传输线(10)的中点；当1≤N≤3，每组枝节的枝节个数多于1，在宽度方向上，枝节都是等距等宽的，相邻枝节间形成缝隙(12)，且处于中间位置的枝节恰好位于弯折传输线(10)的弯折点；在长度方向上，每组枝节在远离蝶形环(7)的一侧是对齐的，在靠近蝶形环的一侧枝节刚好与蝶形环(7)的边缘相连接，从而形成2N+1个不等长的枝节，其中，位于弯折传输线(10)的中心点处的枝节的长度最长，距离弯折传输线(10)的中心点处最远的枝节的长度最短，为有效地产生辐射，辐射枝节(8)的总宽度为0.2～0.7λg，辐射枝节(8)中的枝节长度为0.25～0.80λg；

所述蝶形金属环(7)的内部设置有分隔传输线，分隔传输线包括主谐振柱(14)、侧谐振柱(16)和抽头谐振柱(18)，所述蝶形金属环(7)的内部中间位置固定安装有两个主谐振柱(14)，两个主谐振柱(14)关于辐射枝节(8)进行对称，并且两个主谐振柱(14)通过连接线(15)和抽头谐振柱(18)连接在一起，其中抽头谐振柱(18)和传输线(9)连接在一起，同时两个主谐振柱(14)的中间位置设置有侧谐振柱(16)，侧谐振柱(16)的中心轴线和辐射枝节(8)的中心轴线在同一水平面上，并且主谐振柱(14)通过弯折连接线(17)和侧谐振柱(16)连通在一起，其中弯折连接线(17)的弯曲程度和弯折传输线(10)的弯曲程度相同一致。

2.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述微波介质层(2)所用材料为Rogers5880，其介电常数为2.2，厚度为0.508mm，尺寸为13mm×16mm，同时天线工作的中心频率为35GHz。

3.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述传输线(9)的长度为3.2mm，宽度为0.5mm；弯折传输线(10)的长度为7mm，宽度为0.3mm，向内弯折的深度为1.1mm。

4.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述每组辐射枝节(8)均包含3个枝节，单个辐射枝节的宽度为0.6mm，总的枝节宽度为2.4mm，最长的辐射枝节长度为2.8mm，最短的辐射枝节长度为2.3mm。

5.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述辐射部分(5)在垂直于枝节长度方向的尺寸为7.1mm，平行于枝节长度方向的尺寸为6.6mm，同时阻抗变换段宽度为0.48mm，长度为0.8mm。

6.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述同轴端口(4)的内直径为0.3mm，外直径为1.02mm。

7.根据权利要求1所述的高增益蝶形微带枝节天线，其特征在于：所述辐射部分(5)的底部设置有两个对称的阻抗匹配部分(6)。