一種片式特寬帶介質天線的製作方法

2023-06-13 07:51:51

專利名稱：一種片式特寬帶介質天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種在無線電監測、測向領域使用的天線，屬於天線技術領 域。
背景技術：
目前，在無線電監測、測向領域使用的天線多以對數周期天線、雙脊喇叭天 線等為主，監測頻率大致是20-8000MHZ。其天線的類型包括便攜、車載和固定站三 種形式可攜式天線的最低諧振頻率在800MHz左右，而低於800MHz只能依靠天線 的擴展性能；車載系統天線由多付天線集合組成，體積大、掃描速度慢，因此無法在 行進間完成測向工作，且系統在短波、超短波頻段的接收靈敏度較低；固定站式天線 由多個固定站同時進行交叉測向定位，通過大型天線保證了接受的靈敏度，但最終的 精確定位還需由可攜式或車載系統式天線完成。但這些天線普遍都存在著結構體積 大、工作頻帶不夠寬、靈敏度偏低等問題。如德國R&S公司的HE402天線，其工作 頻率是20-87MHZ，在增益性能上，無源天線為-19-5db，有源天線為-14_10db，尺 寸是1000mm*200mm* 1200mm ；型號為HL033的天線，其工作頻率是80_2000MHz， 增益是6.5dbi，尺寸是1800mm*1960mm等；型號為HE200的可攜式天線，其工作頻 率是20-3000MHZ，在增益是性能上，頻段1為-27-7db(20-200MHz，有源)；頻段2 為-25-7db(200-500MHz，有源)；頻段 3 為 15_8db (500_3000MHz，有源)，天線尺寸 是470mm*360mm*180mm等，以上這些天線的尺寸普遍偏大，在需要隱蔽完成任務的場 所，很不適用。另外，由於目前沒有哪種天線可以有效地工作在全頻段，所以無線電監測、測 向系統由不同頻段、不同極化方式的天線陣集合而成，這對短波、超短波頻段無線電信 號波長較長的場合，如果保證天線的體積較小，又往往無法實現其靈敏度較高的要求。

實用新型內容本實用新型的目的是提供一種體積尺寸較小、靈敏度較高、特別適用於低頻帶 的片式特寬帶介質天線。本實用新型所稱問題是以下述技術方案實現的一種片式特寬帶介質天線，它由第一介質基片、第二介質基片、導電金屬層和 微波粘合劑層組成，所述導電金屬層在第一介質基片、第二介質基片之間，導電金屬層 採用槽線結構，所述導電金屬層和第一介質基片、第二介質基片之間由微波粘合劑層粘 結成一體。上述片式特寬帶介質天線，所述導電金屬層的長度a為150 1000mm，寬度b 為70 500mm，厚度h為3 10mm。上述片式特寬帶介質天線，天線的接收/輻射埠的寬度w小於導電金屬層長度 a的數值為10 20毫米；天線的接收/輻射埠的寬度w與導電金屬層的寬b的關係為w/b > 1.2。上述片式特寬帶介質天線，槽線的接收/輻射埠採用圓弧、橢圓弧或折線連 接作為過渡。上述片式特寬帶介質天線，導電金屬層在接收/輻射埠一邊的長度小於介質 基片長度的2 4mm，其餘三個邊小於介質基片長度的1 2_。上述片式特寬帶介質天線，天線在饋電埠採用的饋電形式為同軸電纜。本實用新型提供的片式特寬帶介質天線，在保證天線駐波帶寬、高頻性能的前 提下，提高了天線的短波、超短波性能，並且實現了減小天線尺寸的目的。本實用新型 槽線天線的接收/輻射埠為半波諧振、饋電埠為阻抗匹配，在兩個埠之間，採用 圓弧、橢圓弧或折線連接作為過渡，從而大幅度減小了天線的縱向尺寸，提高了槽線寬 度的設計餘量，避免了惡化駐波指標，尤其保證了天線在低頻段的性能。

圖1是本實用新型的結構示意圖；圖2是導電金屬層的結構示意圖。圖中各標號表示為1-第一介質基片；3-第二介質基片；2-導電金屬層； 4_同軸電纜；5-接收/輻射埠； 6-饋電埠。
具體實施方式
本實用新型中的槽線是在導電金屬層上開一條槽形成的，由於槽線沒有下限截 止頻率，工作帶寬可以從極低頻直到幾十GHz，適合做特寬帶天線。在8GHz以下頻段， 槽線的傳輸損耗低於微帶線，有利於提高天線效率。槽線設計不採用指數漸變線、切比雪夫漸變線、線性漸變線等阻抗變換形式， 採用阻抗變換形式的目的是為了實現兩個埠的良好過渡，並保證駐波帶寬。本實用新 型中的槽線天線不採用阻抗變換的原因是1)特性阻抗的有效介電常數隨槽線的寬度、 介質基片的厚度、工作頻率等發生變化，不能保證特性阻抗計算的準確性；2)各種阻抗 變換形式的w/b過小，從而增加介質傳輸損耗，大幅度降低天線效率。因此，本設計採 用天線的接收/輻射埠的寬度w與導電金屬層的寬b的關係為w/b >1.2，以減少介質 傳輸的損耗，提高天線在1000MHz以下頻段，尤其是400MHz以下頻段的效率。槽線結構採用金屬層被兩層複合介質材料覆蓋的設計，其中，介質層的相對介 電常數大於10，比一般槽線設計中的相對介電常數(一般為3 5)要高，在沒有增加介 質傳輸損耗的前提下，消除了表面波，並提高了有效介電常數，從而提高了天線效率。 增加複合介質材料的厚度(單層大於3mm)，進一步提高了低頻段的接收效率。槽線天線的饋電形式是同軸電纜，同軸電纜饋電是最簡單、最直接的方式，同 軸電纜焊接在槽線的根部。由於導電金屬層的表面電流密度在槽的邊緣較大，而槽的兩 邊緣存在電位差，所以這種方式有利於低頻段。同軸電纜饋電形式避免了微帶線與槽線 的過渡形式所需設計複雜的開路、短路線，且不易受四分之一波長的耦合限制，利於低 頻段性能的實現。導電金屬層在接收/輻射埠較介質基片向內收縮2 4mm，其餘三個邊較介質基片的對應邊收縮1 2mm，避免了邊緣效應。 本實用新型的槽線天線可做到駐波帶寬(< 3db)從IOOMHz直達18GHz以上， 工作帶寬從20MHz直達IOGHz以上；相對高介電常數的複合介質材料的使用，大幅度 減小了天線尺寸，且大幅度提高了系統的靈敏度。當介質基片的長度a在100 200mm 時，天線適合便攜使用；在200 400mm時，適合作為車載天線的振子使用；在400 1000mm時，適合作為固定站的檢測天線使用。與數字式寬帶監測測量接收機配合，可 以大幅度降低現有監測系統的複雜程度，實現全頻段的快速掃描。
權利要求1.一種片式特寬帶介質天線，其特徵是，它由第一介質基片(1)、第二介質基片 (3)、導電金屬層(2)和微波粘合劑層組成，所述導電金屬層在第一介質基片、第二介質 基片之間，導電金屬層採用槽線結構，所述導電金屬層和第一介質基片、第二介質基片 之間由微波粘合劑層粘結成一體。
2.根據權利要求1所述的片式特寬帶介質天線，其特徵是，所述導電金屬層(2)的長 度a為150 1000mm，寬度b為70 500mm，厚度h為3 10mm。
3.根據權利要求2所述的片式特寬帶介質天線，其特徵是，天線的接收/輻射埠 (5)的寬度w小於導電金屬層(2)長度a的數值為10 20毫米；天線的接收/輻射埠 (5)的寬度w與導電金屬層(2)的寬b的關係為w/b> 1.2。
4.根據權利要求3所述的片式特寬帶介質天線，其特徵是，所述導電金屬層(2)的槽 線採用圓弧、橢圓弧或折線連接作為過渡。
5.根據權利要求4所述的片式特寬帶介質天線，其特徵是，所述導電金屬層(2)在接 收/輻射埠(5) —邊的長度小於介質基片長度的2 4mm，其餘三個邊的長度小於介 質基片對應邊長度1 2mm。
6.根據權利要求5所述的片式特寬帶介質天線，其特徵是，天線在饋電埠(6)採用 的饋電形式為同軸電纜(4)。
專利摘要一種片式特寬帶介質天線，屬天線技術領域。其技術方案是，它由第一介質基片、第二介質基片、導電金屬層和微波粘合劑層組成，所述導電金屬層在第一介質基片、第二介質基片之間，導電金屬層採用槽線結構，所述導電金屬層和第一介質基片、第二介質基片之間由微波粘合劑層粘結成一體。本實用新型槽線天線的接收/輻射埠為半波諧振、饋電埠為阻抗匹配，在兩個埠之間，採用圓弧、橢圓弧或折線連接作為過渡，大幅度減小了天線的縱向尺寸，提高了槽線寬度的設計餘量，提高了天線在低頻段的接收指標。
文檔編號H01Q1/38GK201797040SQ201020271659
公開日2011年4月13日 申請日期2010年7月27日 優先權日2010年7月27日
發明者李贊軍 申請人:李書科, 李贊軍