[發明專利]一種對稱型多槽太赫茲6G通信應用頻段天線

有效

• 申請號: 202010599812.8
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111969307B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 張丹;徐瑋杰;丁振東;馬春雨;肖蓁
• 申請（專利權）人: 南京林業大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/36;H01Q5/25
• 代理公司: 南京聯卓知識產權代理有限公司 32597
• 代理人: 袁慧

本發明公開了一種對稱型多槽太赫茲6G通信應用頻段天線，屬于太赫茲天線領域。該天線的主體部分為絕緣介質層，在介質層上表面的中心處是類蝶形輻射貼片和與之相合并的圓形貼片，其中類蝶形輻射貼片和圓形貼片共同饋電，在輻射貼片中合并圓形貼片，實現超寬帶的效果，在輻射貼片的左右兩端向輻射貼片中心位置最遠端分別對稱開半圓形槽，以及在輻射貼片的左右兩端向輻射貼片中心位置開寬度一致的2組4個矩形槽，最后在蝶形輻射貼片的中心對稱位置開一條較長的豎矩形槽。該天線可實現超寬帶的效果，設計出的頻段位于滿足太赫茲頻率要求，能夠實現超寬帶工作，能廣泛應用于太赫茲6G通信頻段，具有結構簡單，設計合理，小型化易于制造的優點。

技術領域

本發明屬于太赫茲天線領域，具體地說，涉及一種對稱型多槽太赫茲6G通信應用頻段天線。

背景技術

太赫茲天線中的太赫茲(THz)波通常是指頻率在0.1~10THz的電磁波。太赫茲是一種新的、有很多獨特優點的輻射源，它的能量很小，不會對物質產生破壞作用，所以比X射線技術更具優勢。此外，許多生物大分子的振動和轉動共振頻率也處在太赫茲波段。因此，開發太赫茲波技術將對寬帶通信、雷達探測、電子對抗、電磁武器、天文學、無標記基因檢查、細胞成像、無損檢測、生化物檢查、糧食選種，菌種優選等多領域的技術發展帶來深遠影響。

如今，5G已經商用，6G也開始布局。全球運營商及設備商紛紛對6G展開方向性研究，對一些潛在技術如太赫茲通信技術等進行深入分析。太赫茲通信將是6G的新型頻譜資源技術。理論上，在通信領域里，頻率越高通信容量就越大。在電磁波頻譜上，太赫茲波的波長為3~1000μm之間，頻率為0.1~10THz，它能提供10Gbit/s以上的無線傳輸速率。太赫茲波是波長介于微波與紅外線之間的電磁波，這在一定程度上賦予了它兼具微波通信以及光波通信的優點，即傳輸速率高、容量大、方向性強、安全性高及穿透性強等。

就天線而言，縮減其體積成為通信設備研究的一部分。可是，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點而得到了廣泛的研究和應用，其帶寬一般情況下都相對比較窄，普通低頻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過多的限制，無法展現出應有的效果。

目前，國內外研究發現能通過附加寄生貼片、開槽打孔技術、采用LC諧振電路、加載短路探針、附加阻抗匹配網絡來有效拓寬微帶天線的帶寬，同時通過選取合適的磁導率介質基板及相應的介電常數，來改變不同的尺寸及形狀，或者采用相應的饋電方法及合適的阻抗匹配，也能夠有效擴寬微帶天線的帶寬。但上述增加帶寬的方法會影響到天線的增益，不能兼顧帶寬和增益。

發明內容

針對現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種對稱型多槽太赫茲天線，該天線具有類蝶形特點且多處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，且覆蓋頻率廣，能有效應用于太赫茲6G通信頻段。

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：

一種對稱型多槽太赫茲6G通信應用頻段天線，包括介質基板，所述介質基板的上表面設有輻射貼片，所述介質基板的側面設有集總端口激勵，所述輻射貼片包括圓形貼片、貼片翼和微帶傳輸線。所述圓形貼片設置在所述介質基板的中央，所述貼片翼包括兩個扇面形，分別對稱地設置在所述圓形貼片的兩側，所述微帶傳輸線的兩端分別與所述圓形貼片和集總端口激勵連接，所述圓形貼片和微帶傳輸線的對稱線處設有中心矩形槽，所述中心矩形槽的位于所述圓形貼片的一端設有開口，位于微帶傳輸線的另一端也設有開口；所述貼片翼的扇面上設有若干個扇面矩形槽，所有扇面矩形槽在扇面的前端設有開口，位于同一個貼片翼上的扇面矩形槽關于該貼片翼的對稱線對稱，位于兩個貼片翼上的扇面矩形槽關于所述中心矩形槽對稱；所述貼片翼的扇面最前端設有半圓形槽，位于兩個貼片翼上的半圓形槽關于所述中心矩形槽對稱。

進一步地，貼片翼的扇面形的對稱線與所述中心矩形槽垂直。