[发明专利]低回波损耗电波收集天线

摘要

本发明公开了一种低回波损耗电波收集天线，包括由上到下尺寸一致且相互贴合的介质覆盖层、介质基板和接地板，其中介质基板上均分为n2个介质基板单元，与介质覆盖层贴合一侧的介质基板上贴附有n2个结构一致的金属天线贴片，该n2个结构一致的金属天线贴片呈n×n正方形阵列均匀贴附于介质基板的每个介质基板单元上，介质基板的每个介质基板单元上分别设有引发器和发射器，所述的介质基板上设有n2个结构一致且垂直贯穿介质基板的圆柱形金属导体，接地板上设有与圆柱形金属导体底面同心的圆孔。本发明具有更低的回波损耗、良好的阻抗匹配和驻波以及较高的增益，从而能够高效接收环境中的射频能量。

主权项

低回波损耗电波收集天线，其特征在于包括由上到下尺寸一致且相互贴合的介质覆盖层、介质基板和接地板，其中介质基板上均分为n2个介质基板单元，与介质覆盖层贴合一侧的介质基板上贴附有n2个结构一致的金属天线贴片，该n2个结构一致的金属天线贴片呈n×n正方形阵列均匀贴附于介质基板的每个介质基板单元上，每个金属天线贴片的中心点与对应介质基板单元的中心点位置一致，介质基板的每个介质基板单元上分别设有引发器和发射器，所述的介质基板上设有n2个结构一致且垂直贯穿介质基板的圆柱形金属导体，该圆柱形金属导体分布于介质基板的每个介质基板单元上，接地板上设有与圆柱形金属导体底面同心的圆孔；所述介质覆盖层的材料为Rogers RO6002，介电常数εr＝2.94，厚度d＝0.51mm，长度和宽度均为n*30mm；所述金属天线贴片的圆形覆盖面的半径为0.1064λ，其中λ＝122mm，λ为2.45GHz射频的波长，厚度为0.025mm，材料为铜，所述介质基板的材料为Rogers RO6010，介电常数εr＝10.2，厚度d＝2.54mm，长度和宽度均为n*30mm，n为自然数；所述金属天线贴片的设计形状及尺寸满足如下要求，建立平面直角坐标系，将原点(0mm，0mm)作为起点，沿x轴正方向做出一条长为2.5mm的线段，以(2.5mm，‑1.25mm)为第一个曲线的圆心，以(2.5mm，0mm)为一端点，以(3.75mm，‑1.25mm)为另一端点，半径r1＝1.25mm，作出圆周角为90°，方向为向x轴及y轴正方向凸出的圆弧；以(5mm，‑1.25mm)为第二个曲线的圆心，以(3.75mm，‑1.25mm)为一端点，以(6.25mm，‑1.25mm)为另一端点，半径r2＝1.25mm，作出圆周角为180°，方向为向y轴负方向凸出的圆弧；然后以(7.5mm，‑1.25mm)为第三个曲线的圆心，以(6.25mm，‑1.25mm)为一端点，以(7.5mm，0mm)为另一端点，半径r3＝1.25mm，作出圆周角为90°，方向为向x轴负方向及y轴正方向凸出的圆弧；以(7.5mm，‑2.5mm)为第四个曲线的圆心，以(7.5mm，0mm)为一端点，以(10mm，‑2.5mm)为另一端点，半径r4＝2.5mm，作出圆周角为90°，方向为向x轴及y轴正方向凸出的圆弧；以(13.75mm，‑2.5mm)为第五个曲线的圆心，以(10mm，‑2.5mm)为一端点，以(13.75mm，‑6.25mm)为另一端点，半径r5＝3.75mm，作出圆周角为90°，方向为向x轴及y轴负方向凸出的圆弧，得到初始图形一，将所得到的初始图形一以直线y＝‑x为对称轴作镜面对称得到初始图形二，初始图形一与初始图形二合并得到对称图形一，将对称图形一以直线y＝‑13.75mm为对称轴进行镜面对称得到对称图形二，将对称图形一以直线x＝13.75mm为对称轴进行镜面对称得到对称图形三，将对称图形三以直线y＝‑13.75mm为对称轴进行镜面对称得到对称图形四，对称图形一、对称图形二、对称图形三和对称图形四组合后得到封闭图形，将封闭图形沿x轴和y轴的长度分别缩小到原尺寸的0.6131倍和0.5936倍，得到所需金属天线贴片的设计形状及尺寸，按照设计形状及尺寸裁剪得到金属天线贴片；所述介质基板的每个介质基板单元上分别设有四个圆柱形孔洞，四个圆柱形孔洞的半径均为0.5mm，四个圆柱形孔洞的圆心连线构成边长为22mm的正方形，该正方形上下边与对应介质基板单元上下侧边的垂直距离分别为2.8mm和5.2mm，正方形左右侧边与对应介质基板单元左右两侧的垂直距离分别为2mm和6mm；所述引向器为矩形金属条一，该矩形金属条一的长度和宽度分别为10mm和0.47mm，其长边与对应介质基板单元的上下侧边平行，短边与对应介质基板单元的左右侧边平行，中心点与对应介质基板单元上下侧边的垂直距离分别为28mm和2mm，中心点与对应介质基板单元左右侧边的垂直距离分别为15mm和15mm，所述反射器为矩形金属条二，该矩形金属条二的长度和宽度分别为18mm和0.46mm，其长边与对应介质基板单元的上下侧边平行，短边与对应介质基板单元的左右侧边平行，中心点与对应介质基板单元上下侧边的垂直距离分别为1mm和29mm，中心点与对应介质基板单元左右侧边的垂直距离分别为15mm和15mm；所述圆柱形金属导体的一端与金属天线贴片连接，圆柱形金属导体的材料为铜，其底面半径r＝0.5mm，厚度d＝2.54mm，圆柱形金属导体与金属天线贴片的连接处圆心与对应介质基板单元四条侧边的垂直距离分别为16.59mm、16.59mm、13.41mm和13.41mm，与圆柱形金属导体相对的接地板上圆孔的孔径R＝1.9mm，所述圆柱形金属导体另一端的输出接口与能量管理电路相连，该能量管理电路用于将吸收到的能量进行储存。