[發明專利]方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元

無效

• 申請號: 201310414838.0
• 申請日: 2013-09-12
• 公開（公告）號: CN103457031A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發明（設計）人: 王昊;孫長富;操寶林;張平平;方鑫;陳康;周靜
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: H01Q11/08
• 分類號: H01Q11/08;H01Q13/02;H01Q21/00
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

技術領域

本發明涉及一種螺旋天線單元，特別是一種方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元。

背景技術

在毫米波頻段，圓極化天線對于提高信號傳輸質量有極大的好處，所以得到了廣泛的應用。而在這些圓極化天線中，螺旋天線以其獨有的寬軸比帶寬和寬阻抗帶寬，得到了非常廣泛的應用。尤其是在低溫共燒陶瓷（LTCC）技術產生以來，為多種天線平面化提供了便利的介質條件。

螺旋天線和LTCC技術的結合使得螺旋天線實現了平面化，但是現有技術中，在W波段的高頻段，使用LTCC技術的螺旋天線受到加工工藝技術的限制，使得天線的輻射方向圖由軸向輻射方向圖分裂成圓錐形輻射方向圖，軸向的增益和軸比產生極大的惡化，不能滿足軸向輻射的條件。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元。

實現本發明目的的技術解決方案為：一種方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元，包括中心螺旋輻射體、介質集成喇叭、饋線和LTCC介質，所述LTCC介質為長方體，長方體LTCC介質內設置介質集成喇叭，介質集成喇叭的中心設置中心螺旋輻射體，LTCC介質的下部為饋線，所述饋線的厚度為LTCC介質總厚度的1/4~1/3，上述饋線同時位于介質集成喇叭的下方。

本發明與現有技術相比，其顯著優點為：1）本發明通過中心螺旋輻射體和介質集成喇叭共同承擔天線的輻射，使天線單元方向圖實現修正，有效遏制單元方向圖的分裂；2）本發明的介質集成喇叭具有波束聚集的效果，可有效提高天線單元的增益；3）本發明的介質集成喇叭使得天線單元對加工精度的敏感度降低，降低了加工誤差對天線性能的影響。

下面結合附圖對本發明作進一步詳細描述。

附圖說明

圖1為本發明的方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元的三維透視結構圖。

圖2為本發明的方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元的三維結構圖。

????圖3為本發明的天線單元的俯視圖和側視圖，其中圖（a）為俯視圖，圖（b）為側視圖。

????圖4為本發明的中心螺旋輻射體的結構圖。

????圖5為同加工精度情況下普通的LTCC螺旋天線（case1）和方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元(case2)在95GHz時的方向圖對比。

????圖6為同加工精度情況下普通的LTCC螺旋天線(case1)和方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元(case2)在105GHz時的方向圖對比。

圖中標號所代表的含義為：1為中間螺旋輻射體、2為介質集成喇叭、3為介質集成波導、4為LTCC介質、5為空氣矩形波導、6為金屬過孔、7為金屬轉片。

具體實施方式

結合圖1和圖2，本發明的一種方向圖修正的W波段LTCC螺旋天線單元，包括中心螺旋輻射體1、介質集成喇叭2、饋線3和LTCC介質4，所述LTCC介質4為長方體，長方體LTCC介質4內設置介質集成喇叭2，介質集成喇叭2的中心設置中心螺旋輻射體1，LTCC介質4的下部為饋線3，所述饋線3的厚度為LTCC介質4總厚度的1/4~1/3，上述饋線3同時位于介質集成喇叭2的下方。

所述長方體LTCC介質4的下方設置矩形空氣波導5。

LTCC介質4的介電常數為6，其每層的厚度為0.096mm。

中心螺旋輻射體1由若干金屬轉片7連接而成，相鄰兩個金屬轉片7通過金屬過孔連接，連接過孔6的直徑為0.1mm。

介質集成喇叭2是由分布于LTCC介質中的金屬圓環疊加而成，該金屬圓環的直徑自下而上依次增大。

下面進行具體描述：