[发明专利]一种适用低阻抗串联器件的矩形加载蜿蜒线天线

说明书

本发明公开了一种适用低阻抗串联器件的矩形加载蜿蜒线天线，包括若干低阻抗器件，依次连接所述若干低阻抗器件的蜿蜒线金属层，以及加载在所述蜿蜒线金属层首尾的一对矩形金属层。本发明针对串联的低阻抗器件设计与之匹配的紧凑型天线，矩形加载不仅实现了单一天线与各个串联的低阻抗器件之间的阻抗匹配，而且使芯片布局紧凑有利于小型化。

技术领域

本发明涉及一种通信天线，尤其涉及一种低阻抗多源激励的矩形加载蜿蜒线天线。

背景技术

太赫兹(THz)波是0.1～10THz的电磁波，由于具有可观的绝对带宽，THz通信具有大容量、高传输速率、高安全性、强方向性和良好的穿透性等优点。然而，由于THz波段的严重大气衰减，对THz频段的发射器和探测器提出更高要求。人们致力于提高THz源的功率和THz探测器的灵敏度。

超导器件由于其低功耗和低噪声的特点深受关注。然而，超导约瑟夫森结器件具有相当低的阻抗，正常态电阻的典型值为0.1～40Ω，传统的接收天线没有如此低的阻抗。串联结构可以增加器件的阻抗，从而实现与耦合天线的阻抗匹配，但天线和各个串联的低阻抗器件之间的阻抗不匹配仍然存在。针对串联的低阻抗器件，低阻抗多源激励的THz新型天线亟需开发。

另一方面，加载技术被用来调节天线的输入阻抗。目前，蝶形加载被应用于谐振型THz天线以实现低阻抗匹配。但蝶形相对于THz器件而言尺寸过大，造成芯片的浪费，适用于低阻抗串联器件的紧凑型THz天线缺乏。

发明内容

发明目的：针对上述现有技术，提出一种适用低阻抗串联器件的矩形加载蜿蜒线天线。

技术方案：一种适用低阻抗串联器件的矩形加载蜿蜒线天线，包括若干低阻抗器件，依次连接所述若干低阻抗器件的蜿蜒线金属层，以及加载在所述蜿蜒线金属层首尾的一对矩形金属层。

进一步的，所述矩形加载蜿蜒线天线以行波的模式工作，通过调节蜿蜒线的长度、间距以及所述矩形金属层的长度来调整阻抗匹配以及天线的工作频率。

进一步的，所述矩形加载蜿蜒线天线关于中心点对称。

进一步的，所述矩形加载蜿蜒线天线设置在介质基底上，并在所述介质基底背面设置硅超半球透镜或电磁带隙结构。

有益效果：本发明针对串联的低阻抗器件设计与之匹配的紧凑型天线，矩形加载和蜿蜒线金属层不仅实现了单一天线与各个串联的低阻抗器件之间的阻抗匹配，而且使芯片布局紧凑有利于小型化。

附图说明

图1为七源激励的矩形加载蜿蜒线天线结构图；

图2为天线的参数示意图；

图3为七源激励的矩形加载蜿蜒线天线的有源反射系数仿真图；

图4为七源激励的矩形加载蜿蜒线天线在375GHz的远场辐射方向仿真图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做更进一步的解释。

如图1所示，一种适用低阻抗串联器件的矩形加载蜿蜒线天线，包括若干低阻抗器件1，依次连接若干低阻抗器件1的蜿蜒线金属层2，以及加载在蜿蜒线金属层2首尾的一对矩形金属层3。该矩形加载蜿蜒线天线关于中心点对称，并设置在介质基底上。

该矩形加载蜿蜒线天线以行波的模式工作，多源激励的阻抗以实际的低阻抗器件为准，连接低阻抗器件的各段蜿蜒线长度和宽度可以不等，以调节有源阻抗的大小。蜿蜒线的总长度可以调节，以放置所需个数的低阻抗器件。

实际应用时，通过调节蜿蜒线的长度和间距来确定放置的串联低阻抗器件的个数，加上调节矩形金属层的长度来确定工作频率，实施例中包括了7个低阻抗器件，对应7个激励源。在介质基底背面设置硅超半球透镜或电磁带隙结构，用于消除该天线结构的表面波效应。