[發明專利]一種面向光學和微波同軸探測應用的微帶天線

無效

• 申請號: 201310156935.4
• 申請日: 2013-04-28
• 公開（公告）號: CN103259095A
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發明（設計）人: 楊國輝;馬爽;張狂;王二超
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: H01Q9/04
• 分類號: H01Q9/04;H01Q1/22;H01Q1/38;H01Q1/48
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 張宏威

技術領域

本發明涉及一種面向光學和微波同軸探測應用的微帶天線。

背景技術

微帶天線是近30年來逐漸發展起來的一類新型天線，是在一個薄介質基上，一面附上金屬薄層作為接地板，另一面用光刻腐蝕等方法做出一定形狀的金屬貼片，利用微帶線和軸線對貼片饋電，構成微帶天線。微帶天線最初作為火箭和導彈上的共型全向天線獲得了應用，隨著材料科學技術的發展實用的微帶天線才得到了長足的發展，現已在大約從100MHz到50GHz的寬頻帶上獲得了大量的應用。微帶天線的出現是現代微波集成電路技術在理論和實踐上應用于天線理論的一個重要成就。

由于微帶天線所具有的體積小，重量輕，低剖面，能與載體共形，制造成本低，易于大量生產，可以做得很薄，從而不擾動裝載的宇宙飛船的空氣動力學性能，無需做大的變動就能很容易地裝在導彈、火箭和衛星上，方向性好，易集成稍稍改變饋電位置就可以獲得線極化和圓極化等諸方面的優點，其應用前景非常廣闊，現已廣泛應用于移動通信、衛星通信、指揮和控制系統、導彈遙測、生物醫學輻射器等各個領域。

微帶天線的特征是比通常的微波天線有更多的物理參數，它們可以有任意的幾何形狀和尺寸，根據實際中的某些特殊性能和要求，在充分考慮其增益、天線效率、極化特性、頻帶寬度、輸入阻抗等有關參數的前提下，可以把微帶天線的貼片做成不同的形狀，現在已經被廣泛使用的貼片形狀有矩形、圓形、橢圓形、圓環形、三角形等等，也可做成蝴蝶結形、縫隙形等一些比較特殊的形狀，而更多種多樣的貼片形狀也正被不斷開發出來。

柵格天線是一種由柵格單元組陣形成的天線，微帶柵格天線除具有微帶天線的基本優點以外，還具有較高帶寬、高增益、波束集中、低副瓣、線極化等輻射特性，此外，當改變天線陣列工作頻率時能夠改變天線主波束指向，而天線陣短邊寬度的改變則可調節天線陣的電流，從而進行天線波束賦形和旁瓣控制。

隨著天線技術的發展，柵格天線的研究不斷展開。微帶線的出現替代了傳統金屬柵格，微帶柵格結構隨即出現，同時研究者對柵格天線的輻射特性、網格形式、饋電方式以及天線數值計算等方面進行了很多相關的分析和研究。

由于微帶天線及微帶柵格天線很容易通過改變它們的形狀來改變它們的性能以適用于不同的需求。現有的微帶天線只是單純用于接受和發射電磁波，大多數的發明只是在改善天線的性能上做研究，而沒有與其他學科相結合，實現學科間的跨越和結合，特別是在光學領域。

發明內容

本發明目的是為了解決現有微帶天線只是單純用于接收和發射電磁波，并且沒有與其他學科相結合，實現學科間的跨越和結合，特別是在光學領域，不能在發射和接收電磁波的同時實現光學探測的問題，提供了一種面向光學和微波同軸探測應用的微帶天線。

本發明所述的一種面向光學和微波同軸探測應用的微帶天線，它包括透明介質板、柵格化接地板、柵格化微帶貼片、柵格化微帶饋線和波導端口，所述透明介質板和柵格化接地板的長和寬都完全相同，柵格化微帶貼片的長小于透明介質板的長，柵格化微帶貼片的寬小于柵格化微帶貼片的寬，柵格化微帶饋線的寬小于柵格化微帶貼片的寬，柵格化接地板完全敷于透明介質板的下表面，柵格化微帶貼片敷于透明介質板的上表面，并且透明介質板和柵格化微帶貼片的中心重合，波導端口固定在透明介質板的側面，且位于透明介質板長邊的中間位置，柵格化微帶饋線敷于透明介質板的上表面，并且位于波導端口和柵格化微帶貼片之間，饋電通過波導端口傳到柵格化微帶饋線和柵格化接地板，柵格化微帶饋線將接收到的饋電傳到柵格化微帶貼片。

所述透明介質板的長度為5mm、寬度為4mm、厚度為1mm，介電常數為3.8，所述透明介質板的材料為透明玻璃材質。

所述柵格化接地板的長度為5mm、寬度為4mm、厚度為0.0008mm，為銅制金屬敷層，柵格化接地板由50*40個柵格組成，每個柵格大小為0.1mm*0.1mm，柵格之間金屬敷層的寬度均為0.01mm，占空比為1:10。

所述柵格化微帶貼片的長度為3.8mm、寬度為2.4mm、厚度為0.0008mm，為銅制金屬敷層，柵格化微帶貼片由38*24個柵格組成，每個柵格大小為0.1mm*0.1mm，柵格之間金屬敷層的寬度均為為0.01mm，占空比為1:10。

所述柵格化微帶饋線的長度為0.8mm、寬度為1mm、厚度為0.0008mm，為銅制金屬敷層，柵格化微帶饋線由8*10個柵格組成的，每個柵格大小為0.1mm*0.1mm，柵格之間金屬敷層的寬度均為為0.01mm，占空比為1:10。