[發(fā)明專利]一種新型蝶形開槽寬帶太赫茲天線

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• 申請日: 2020-03-25
• 公開（公告）號: CN111446538A
• 公開（公告）日: 2020-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張丹;徐瑋杰;丁振東;馬春雨
• 申請（專利權(quán)）人: 昆山盛創(chuàng)科技有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q13/08
• 代理公司: 南京思拓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32288
• 代理人: 苗建

本發(fā)明公開了一種新型蝶形開槽寬帶太赫茲天線，屬于太赫茲天線領(lǐng)域。該天線包括介質(zhì)基板、輻射貼片和集總端口激勵，輻射貼片包括設(shè)置在介質(zhì)基板中央的中心貼片、分別對稱地設(shè)置在中心貼片兩側(cè)的兩個貼片翼以及連接中心貼片與集總端口激勵的微帶傳輸線，中心貼片為圓形，貼片翼為扇面形，兩個貼片翼的中心的連線穿過介質(zhì)基板的中心，微帶傳輸線垂直于兩個貼片翼的中心的連線，貼片翼的扇面上設(shè)有若干個矩形槽，所有矩形槽均在扇面的前端設(shè)有開口，位于同一個貼片翼上的矩形槽關(guān)于該貼片翼的對稱線對稱。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)雙頻寬帶的效果，設(shè)計出的頻段能夠滿足太赫茲頻率要求，應(yīng)用范圍廣，具有結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計合理，小型化易于制造的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于太赫茲天線領(lǐng)域，具體地說，涉及一種新型蝶形開槽寬帶太赫茲天線。

背景技術(shù)

太赫茲(Terahertz，THz)波通常是指頻率在0.1～10THz(波長介于微波與紅外波之間的0.03～3毫米范圍)的電磁波。太赫茲具有高頻和超短脈沖(皮秒量級)特性，因而具有很高的空間分辨率和時間分辨率。太赫茲能量很小，不會對物質(zhì)產(chǎn)生破壞作用，所以在成像和波譜技術(shù)中比X射線技術(shù)更具優(yōu)勢。此外，許多生物大分子的振動和轉(zhuǎn)動共振頻率也處在太赫茲波段。因此，開發(fā)太赫茲波技術(shù)將對寬帶通信、雷達(dá)探測、電子對抗、電磁武器、天文學(xué)、無標(biāo)記基因檢查等多個領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展帶來深遠(yuǎn)影響。

由于太赫茲天線工作頻率高，其加工、裝配精度要求嚴(yán)苛，合理、有效的天線結(jié)構(gòu)設(shè)計是太赫茲天線工程化亟待解決的技術(shù)難題之一。由于在自由空間中太赫茲波長小、輻射損耗較大，對天線的介質(zhì)材料和設(shè)計結(jié)構(gòu)都要求較高，并且由于檢測技術(shù)的不夠成熟，使得對天線的增益和方向性有更高的需求。

就天線而言，縮減其體積成為通信設(shè)備研究的一部分?？墒?，盲目去減小天線尺寸大小能影響其的駐波、增益、帶寬等指標(biāo)特性。微帶天線由于重量輕、體積小、低剖面、易共形和低成本等優(yōu)點(diǎn)而得到了廣泛的研究和應(yīng)用，其帶寬一般情況下都相對比較窄，普通微帶貼片天線的帶寬僅僅為20MHz～30MHz左右，這樣使得微帶天線在使用中受到較多的限制。

微帶天線還有一個固定的多頻特性，即同一個微帶天線可以在離散的多個頻率工作點(diǎn)上工作，滿足多個通信頻段的需求。由于微帶天線帶寬比較窄，因此就工作頻點(diǎn)的準(zhǔn)確性要求更精準(zhǔn)，外界環(huán)境的任何干擾都會對微帶天線的頻點(diǎn)產(chǎn)生漂移，使天線不能正常工作。

目前，國內(nèi)外研究發(fā)現(xiàn)能通過降低等效諧振電路、附加寄生貼片、采用LC諧振電路、加載短路探針、附加阻抗匹配網(wǎng)絡(luò)來有效拓寬微帶天線的帶寬，同時通過選取合適的磁導(dǎo)率介質(zhì)基板及相應(yīng)的介電常數(shù)，來改變不同的尺寸及形狀，或者采用相應(yīng)的饋電方法及合適的阻抗匹配，也能夠有效擴(kuò)寬微帶天線的帶寬。但上述增加帶寬的方法會同時影響天線的增益，不能兩者兼顧。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種新型蝶形開槽寬帶太赫茲微帶天線，具有蝶形特點(diǎn)，通過特殊的開槽使中心頻率附近的帶寬得到拓展，同時增益有明顯的提高。

為了解決上述問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：

一種新型蝶形開槽寬帶太赫茲天線，包括介質(zhì)基板、貼在所述介質(zhì)基板上表面的輻射貼片和設(shè)置在所述介質(zhì)基板側(cè)面的集總端口激勵，所述輻射貼片包括設(shè)置在所述介質(zhì)基板中央的中心貼片、分別對稱地設(shè)置在所述中心貼片兩側(cè)的兩個貼片翼以及連接所述中心貼片與所述集總端口激勵的微帶傳輸線，所述中心貼片為圓形，所述貼片翼為扇面形，所述兩個貼片翼的中心的連線穿過所述介質(zhì)基板的中心，所述微帶傳輸線垂直于所述兩個貼片翼的中心的連線，所述貼片翼的扇面上設(shè)有若干個矩形槽，所有矩形槽均在扇面的前端設(shè)有開口，位于同一個貼片翼上的矩形槽關(guān)于該貼片翼的對稱線對稱。

進(jìn)一步地，所述矩形槽沿與所述微帶傳輸線垂直的方向設(shè)置，位于同一個貼片翼上的矩形槽的底邊位于同一條直線上。

進(jìn)一步地，位于同一個貼片翼上的矩形槽為五個，包括位于中間的第一矩形槽以及分別位于其兩側(cè)的兩個第二矩形槽和兩個第三矩形槽。