[發(fā)明專利]柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610218441.8
• 申請(qǐng)日: 2016-04-08
• 公開（公告）號(hào): CN105762521A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 蘇長(zhǎng)江;殷曉星;趙洪新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q13/10
• 分類號(hào): H01Q13/10;H01Q5/10;H01Q5/307;H01Q1/48
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32249
• 代理人: 楊曉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種槽縫天線，尤其是一種柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線。

背景技術(shù)

槽縫天線是振子天線的對(duì)偶天線，有著廣泛的應(yīng)用。但是，普通的槽縫天線不僅輻射槽縫本身的長(zhǎng)度要有二分之一波長(zhǎng)，而且輻射槽縫周圍還需要較大的金屬地面積，通常金屬地的長(zhǎng)度比槽縫的長(zhǎng)度大二分之一波長(zhǎng)，金屬地的寬度比槽縫的寬度大二分之一波長(zhǎng)。較大的金屬地會(huì)使得槽縫天線不適合多輸入多輸出(MIMO)應(yīng)用，導(dǎo)致天線的交叉極化變差，這些都將導(dǎo)致頻譜效率和信道容量的下降。同時(shí)槽縫的阻抗很大，還使得槽縫天線饋電傳輸線的阻抗匹配比較困難。同時(shí)現(xiàn)代通信的發(fā)展還要求天線可以多頻帶工作、并且兩個(gè)頻帶可以分別調(diào)節(jié)。

發(fā)明內(nèi)容

技術(shù)問題:本發(fā)明的目的是提出一種柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線，該天線不僅可以有多個(gè)工作頻帶，而且多個(gè)頻帶可以分別調(diào)節(jié)；該天線可以減小輻射槽縫的長(zhǎng)度和金屬地的面積，而且具有抑制交叉極化的作用。

技術(shù)方案：本發(fā)明的柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線包括介質(zhì)基板、設(shè)置在介質(zhì)基板上的金屬地和輻射槽縫、同軸饋線；介質(zhì)基板的一面是金屬地，同軸饋線的外導(dǎo)體與金屬地相貼連接；金屬地上有輻射槽縫，輻射槽縫的形狀是矩形，輻射槽縫位于金屬地的中心；金屬地上多條平行柵縫構(gòu)成的柵縫，柵縫的形狀是矩形，柵縫位于輻射槽縫的四周，柵縫與輻射槽縫相互垂直；柵縫的一端短路；柵縫的另一端開路，位于介質(zhì)基板的邊緣；輻射槽縫的一端短路，另一端開路；在輻射槽縫靠近開路端的部分，其槽縫的兩個(gè)邊緣，有兩條金屬化側(cè)壁，使得輻射槽縫靠近開路端的部分的特性阻抗變低，形成低阻槽縫；輻射槽縫的其余部分是高阻槽縫，高阻槽縫和低阻槽縫一起構(gòu)成階躍阻抗輻射槽縫，產(chǎn)生一個(gè)頻率較低的低頻工作頻帶和一個(gè)頻率較高的高頻工作頻帶；金屬化側(cè)壁穿越介質(zhì)基板，一頭與金屬地相連，另一頭在介質(zhì)基板的另一面；同軸饋線的一端是天線的端口，同軸饋線另一端的內(nèi)導(dǎo)體跨過高阻槽縫，在高阻槽縫的邊緣，與金屬地連接。

改變介質(zhì)基板的厚度、磁導(dǎo)率和介電常數(shù)，可以改變高阻槽縫和低阻槽縫的特性阻抗，改變階躍阻抗輻射槽縫的高低阻抗比，進(jìn)而改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

改變低阻槽縫的長(zhǎng)度、低阻槽縫在輻射槽縫中的位置，可以調(diào)節(jié)輻射槽縫的電長(zhǎng)度，以實(shí)現(xiàn)不同程度的天線小型化，還可以改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

改變柵縫中相鄰柵縫的間距、柵縫的寬度、柵縫短路端離輻射槽縫的距離，可以改變天線的工作頻率、工作頻帶的寬度和輻射槽縫的電長(zhǎng)度。

改變輻射槽縫的寬度，可以調(diào)節(jié)低阻槽縫和高阻槽縫的特性阻抗，改變階躍阻抗輻射槽縫的高低阻抗比，進(jìn)而改變天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率。

柵縫的電長(zhǎng)度不應(yīng)該取在四分之一，以避免引起諧振輻射，造成交叉極化的上升。

柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線的低頻工作頻帶的工作頻率和高頻工作頻帶的工作頻率主要由輻射槽縫的諧振頻率確定，但是金屬地的尺寸、同軸饋線內(nèi)導(dǎo)體與輻射槽縫連接的位置也可以對(duì)天線的工作頻率和匹配程度進(jìn)行調(diào)節(jié)。由于輻射槽縫既有低阻槽縫又有高阻槽縫，構(gòu)成了階躍阻抗的輻射槽縫，不僅使得天線小型化，減小了交叉極化，也減小了金屬地的尺寸，而且還可以使得天線有多個(gè)工作頻帶，而且改變低阻槽縫與高阻槽縫的相對(duì)長(zhǎng)度和阻抗，可以分別調(diào)整兩個(gè)工作頻帶的位置。金屬地上的柵縫對(duì)輻射槽縫形成周期性的加載，又使得輻射槽縫變成周期性的慢波結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步減小了天線的電尺寸；同時(shí)由于柵縫的方向與輻射槽縫的方向垂直，抑制了金屬地上沿輻射槽縫方向的電流，并且使得沿輻射槽縫方向的剩余的電流分布的更集中，從而減小了交叉極化的輻射，也減小了金屬地的尺寸。由于輻射槽縫是四分之一波長(zhǎng)的諧振結(jié)構(gòu)，比通常兩端短路的二分之一波長(zhǎng)的輻射槽縫長(zhǎng)度要小一半，因此天線的整體尺寸也相應(yīng)減少，遮擋效應(yīng)進(jìn)一步降低。

有益效果：本發(fā)明的柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線的有益效果是，該天線可以減小整個(gè)天線的電尺寸、實(shí)現(xiàn)小型化，同時(shí)該天線不僅可以有多個(gè)頻帶，而且多個(gè)頻帶可以分別調(diào)節(jié)，還具有抑制天線的交叉極化作用。

附圖說明

圖1為柵縫地同軸饋電低阻側(cè)壁階躍阻抗的半槽天線結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中有：介質(zhì)基板1、金屬地2、輻射槽縫3、同軸饋線4、外導(dǎo)體5、柵縫6、金屬化側(cè)壁7、低阻槽縫8、高阻槽縫9、端口10、邊緣11和內(nèi)導(dǎo)體12。

具體實(shí)施方式