[发明专利]一种基于类蝶形结构的对称型多槽太赫兹6G通信应用频段天线

说明书

本发明公开了一种基于类蝶形结构的对称型多槽太赫兹6G通信应用频段天线，属于太赫兹天线领域。本发明的辐射贴片包括蝶形贴片和圆形贴片，圆形贴片设置在蝶形贴片的中央，蝶形贴片的左右两顶端向圆形贴片的中心位置分别开宽度一致的第二矩形槽，第二矩形槽的两侧分别向辐射臂的方向开宽度一致的第一矩形槽，圆形贴片的与辐射臂同向的对称线处开设矩形缝隙，矩形缝隙的两侧开设有对称的圆形槽，圆形贴片的顶端设有触须贴片组。该天线具有类蝶形结构特点且多槽开槽挖槽使得中心频率附近的带宽得到拓展，再加上触须贴片组，改变其方向性，同时增益有明显的提高，且覆盖频率广，能有效应用于太赫兹6G通信频段。

技术领域

本发明属于太赫兹天线领域，具体地说，涉及一种基于类蝶形结构的对称型多槽太赫兹6G通信应用频段天线。

背景技术

太赫兹天线中的太赫兹(THz)波通常是指频率在0.1~10THz（波长介于微波与红外波之间的0.03~3毫米范围）的电磁波，是一种新的、有很多独特优点的辐射源。太赫兹技术是一个非常重要的交叉前沿领域，给技术创新、国民经济发展和国家安全提供了非常诱人的机遇，并可能引发科学技术的革命性发展。太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以比X射线技术更具优势。此外，许多生物大分子的振动和转动共振频率也处在太赫兹波段。因此，开发太赫兹波技术将对宽带通信、雷达探测、电子对抗、电磁武器、天文学、无标记基因检查、细胞成像、无损检测、生化物检查、粮食选种、菌种优选等多领域的技术发展带来深远影响。

太赫兹技术作为未来6G通信中重要的候选技术之一，在提升通信速率方面具有无可比拟的优势，但也存在一些限制。根据自由空间传播损耗公式，随着频率的升高，电磁波传播损耗会大幅增加，同时太赫兹波在大气中存在分子吸收损耗，水分子影响尤其显著，这导致了太赫兹传播具备高损耗的特点。因此，太赫兹通信系统往往需要采用定向天线和超大规模天线阵列来获得高增益。

就天线而言，缩减其体积成为通信设备研究的一部分。可是，盲目去减小天线尺寸大小会影响其的驻波、增益、带宽等指标特性。微带天线由于重量轻、体积小、低剖面、易共形和低成本等优点而得到了广泛的研究和应用，其带宽一般情况下都相对比较窄，普通低频微带贴片天线的带宽仅仅为20MHz~30MHz左右。这样使得微带天线在使用中受到过多的限制，无法展现出应有的效果。

目前，国内外研究发现能通过附加寄生贴片、开槽打孔技术、采用LC谐振电路、加载短路探针、附加阻抗匹配网络来有效拓宽微带天线的带宽，同时通过选取合适的磁导率介质基板及相应的介电常数，来改变不同的尺寸及形状，或者采用相应的馈电方法及合适的阻抗匹配，也能够有效扩宽微带天线的带宽。但上述增加带宽的方法会影响到天线的增益，不能兼顾带宽和增益。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种基于类蝶形结构的对称型多槽太赫兹6G通信应用频段天线，带宽和增益均得到有效拓宽和提高。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种基于类蝶形结构的对称型多槽太赫兹6G通信应用频段天线，包括介质基板，所述介质基板上设有辐射贴片和集总端口激励，所述辐射贴片包括蝶形贴片和圆形贴片，所述圆形贴片设置在所述蝶形贴片的中央，所述蝶形贴片的左右两顶端向圆形贴片的中心位置分别开宽度一致的第二矩形槽，所述第二矩形槽对称分布在辐射臂的两侧，所述第二矩形槽的两侧分别向辐射臂的方向开宽度一致的第一矩形槽，所述第一矩形槽对称分布在辐射臂的两侧，所述圆形贴片的与辐射臂同向的对称线处开设矩形缝隙，所述矩形缝隙的两侧开设有对称的圆形槽，所述圆形贴片的顶端设有触须贴片组，所述触须贴片组对称地设置在所述矩形缝隙的两侧。

进一步地，所述第一矩形槽分2组，共4个。

进一步地，所述介质基板为长0.8mm、宽0.8mm、高0.1mm的立方体，其材质为相对介电系数为11.9的硅。

进一步地，所述辐射贴片和触须贴片组均为金属。