[发明专利]一种高增益开槽微带贴片天线

说明书

本发明公开了一种高增益开槽微带贴片天线，属于微波天线技术领域。本发明包括依次层压的辐射金属层、微波介质层和接地金属层；所述辐射金属层包含两个镜像对称放置的辐射贴片和一根U型金属馈线；在辐射贴片上沿长度方向开有N个平行、等间距的槽，N为大于1的整数，槽的宽度小于辐射贴片长度的1/N；两个辐射贴片的侧边中点位于U型金属馈线的两平行长边外侧的中点。本发明在保留微带贴片天线的低剖面、简单结构的优点的同时，实现单元级天线的高增益并扩展带宽。

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，具体涉及一种高增益开槽微带贴片天线。

背景技术

近年来，随着信息技术的快速发展，毫米波波段无线应用日趋广泛，如点对点高速率通信、高分辨率雷达等，对天线小型化、高增益、易集成和低成本的需求越来越高。微带贴片天线具有低剖面、结构简单、易与载体表面共形等优点，已在毫米波波段得到了广泛研究。尤其随着移动通信技术的发展，电子设备的小型化、便携化趋势更加明显，基于微带贴片天线的优点，其仍是目前毫米波无线电子设备较为主要的天线形式之一。

传统的微带天线受限于工作模式，单元波束宽度较宽，通常增益较低、带宽较窄。通过组阵、耦合馈电、开槽、加载寄生单元等技术，可以提高天线增益、扩展带宽，但往往使得天线结构复杂度和损耗上升，进而导致天线成本提高、占用体积增大，限制了天线的应用范围。因此，通过对具有简单结构的微带贴片天线单元进行研究改进，扩展其带宽并进一步提高增益，同时保持微带贴片天线低剖面、简单结构和低成本的优点，有着重要的实用意义。

发明内容

本发明目的是针对传统微带贴片天线增益低、带宽窄的问题，提供一种微带贴片天线，在保留微带贴片天线的低剖面、简单结构的优点的同时，实现单元级天线的高增益并扩展带宽。

具体地说，本发明提供了一种高增益开槽微带贴片天线，包括依次层压的辐射金属层、微波介质层和接地金属层；

所述辐射金属层包含两个镜像对称放置的辐射贴片和一根U型金属馈线；在辐射贴片上沿长度方向开有N个平行、等间距的槽，N为大于1的整数，槽的宽度小于辐射贴片长度的1/N；两个辐射贴片的侧边中点位于U型金属馈线的两平行长边外侧的中点。

进一步的，所述槽为矩形槽。

进一步的，所述矩形槽的长度与辐射贴片的宽度相等。

进一步的，所述两个辐射贴片呈镜像对称地放置在U型金属馈线的两个平行长边的外侧。

进一步的，所述U型金属馈线的短边长度为0.45～0.55λg。

进一步的，所述辐射贴片的宽度为0.3～0.45λg，长度为0.5～0.8λg；U型金属馈线的线宽为0.03～0.08λg，U型金属馈线的两个平行长边的长度为0.8-1.3λg，短边的长度为0.45～0.55λg。

进一步的，所述高增益开槽微带贴片天线的馈电从U型金属馈线的一个直角拐角处馈入。

进一步的，所述辐射金属层和接地金属层的材料采用铜。

进一步的，所述辐射金属层和接地金属层采用厚度为18μm或35μm铜板制成。

进一步的，所述微波介质层2选用介电常数为2～5、厚度在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制成。

本发明的高增益开槽微带贴片天线的有益效果如下：

本发明通过开槽改进传统微带贴片天线结构，用U型馈线对两个镜像贴片天线进行反相并联馈电，在保持微带贴片天线所具有的单层介质简单结构的同时，实现了11％的相对带宽，并在天线整体接近1个波长的口径尺寸下获得较为均匀的幅相分布，使得天线增益达到约11dB，可较好满足毫米波宽带探测及通信系统对小型化、高增益和低成本天线的应用需求。

附图说明