專利名稱：電磁晶體微帶天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種新型電磁晶體微帶天線。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的迅速發(fā)展，微帶有源天線因其具有小型化、高增益、結(jié)構(gòu)緊湊等顯著優(yōu)點日益受到人們的關(guān)注，相應(yīng)的研究也日新月異地發(fā)展起來。然而，由于天線與有源器件集成在一起，有源器件的非線性容易引發(fā)天線產(chǎn)生有害的高次諧波輻射，致使系統(tǒng)的抗干擾性和穩(wěn)定性下降。而天線在一個通信系統(tǒng)中，扮演著很重要的角色，因此，通過對天線的設(shè)計與研究，使其在正常工作的同時保持良好的寬帶諧波抑制能力，已成為未來通信的關(guān)鍵技術(shù)之一，必將隨著通信技術(shù)革新的潮流獲得巨大發(fā)展。電磁晶體具有帶阻特性以及結(jié)構(gòu)簡單、制作容易、插損小等優(yōu)點，將其用于有源微帶天線系統(tǒng)中則可以顯著地抑制高次諧波引起的偽輻射，提高系統(tǒng)性能，并且電磁晶體結(jié)構(gòu)可以直接集成在天線上而不會增大天線的面積，正符合通訊產(chǎn)品未來發(fā)展的方向。而現(xiàn)有技術(shù)的有源微帶天線很少采用電磁晶體結(jié)構(gòu)。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種結(jié)構(gòu)和饋電簡單的電磁晶體平面微帶天線。一種電磁晶體微帶天線，包括介質(zhì)板，金屬輻射體，饋電傳輸線，接地面，導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體和橢圓 鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)，其中介質(zhì)板的兩面分別敷不同形狀的金屬薄層，一面為帶有槽縫的輻射體和饋電傳輸線，另一面為接地面。上述電磁晶體微帶天線結(jié)構(gòu)，其中接地面上刻蝕有一組單元的橢圓啞鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)，該橢圓 鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)與正上方分布的導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體組合成一個雙面電磁晶體結(jié)構(gòu)。上述電磁晶體微帶天線結(jié)構(gòu)，其中輻射體形狀為矩形，帶有兩個導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體單元的饋電傳輸線直接嵌入矩形塊的內(nèi)部，輻射體與饋線相接處左右各開有一條槽縫，以實現(xiàn)與天線的阻抗匹配。與現(xiàn)有技術(shù)比較本實用新型具有如下優(yōu)點1.天線采用矩形貼片為輻射體，通過嵌入式饋電方式進行饋電；在饋線結(jié)構(gòu)上加入兩個單元的雙面電磁晶體結(jié)構(gòu)，使得天線結(jié)構(gòu)更為簡單。2.在實現(xiàn)饋電濾波功能，保證天線在基本諧振頻點上正常工作而同時抑制其他頻點上的諧波輻射或表面波輻射，使得天線與有源電路兼容，為有源微帶天線的設(shè)計提供一條新的途徑。

圖1是本實用新型正面部分結(jié)構(gòu)圖；[0012]圖2是本實用新型背面部分結(jié)構(gòu)圖；圖3是本實用新型正面部分結(jié)構(gòu)尺寸圖；圖4是本實用新型背面部分結(jié)構(gòu)尺寸圖；圖5是本實用新型的回波損耗Sll圖；圖6是本實用新型在1.83GHz的方向圖。
具體實施方式
參照圖1和圖2，本實用新型包括介質(zhì)板1，金屬輻射體2，饋電傳輸線3，接地面7， 導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體4和橢圓啞鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)8，其中接地面7上刻蝕有一組2單元的橢圓 鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)8，其與正上方分布的導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體4組合成一個雙面電磁晶體結(jié)構(gòu)。導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體4由嵌入饋電傳輸線上的相隔一定距離的兩個矩形塊組成。 輻射體2與饋線相接處左右各開有一條槽縫5，以實現(xiàn)天線的阻抗匹配。輻射體2的左面為饋電網(wǎng)絡(luò)，整個天線通過同軸接頭饋電，同軸接頭與饋電傳輸線通過連接點6連接；地面7 其形狀為長方形，大小與介質(zhì)板面積相同。參照圖3，實用新型的超寬帶平面天線由一塊長L為0.695 λ 0. 769 λ，寬W為 0. 536 λ 0. 592 λ的雙面敷銅介質(zhì)板加工而成。介質(zhì)板的厚度為0. 5 1毫米，介電常數(shù)為2. 3 3. 6 ；板的兩面設(shè)有特定的金屬結(jié)構(gòu)，這些結(jié)構(gòu)通過光刻加工而成。輻射體2的饋電傳輸線進行光刻加工，輻射體的長a為0. λ 0.33λ，寬b 為0. ^λ 0.33 λ，兩縫的長度c為0.111 λ 0. 123 λ，縫隙的寬度e均為0.006 λ 0.008 λ，饋電傳輸線的寬度m為0.013 λ 0. 015 λ，長度η為0. 283 λ 0.313 λ，饋線的一邊距介質(zhì)板一側(cè)的長度P為0.261 λ 0.289 λ ；導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體的相關(guān)參數(shù)分別為g = 0. 040 λ 0· 044 λ，k = 0. 0 λ 0. 033 λ , dl = 0. 063 λ 0· 069 λ，d2 = 0.079 λ 0.087 λ ；同軸接頭的內(nèi)導(dǎo)體與饋電傳輸線通過接頭7用焊錫焊牢。參照圖4，輻射體的接地面7為一長方形金屬面，長L為0.695 λ 0. 769 λ，寬 W為0. 536 λ 0. 592 λ，確保金屬面窄邊W邊緣的中部位于同軸接頭接入點位置，且同軸接頭的外導(dǎo)體與金屬面用焊錫焊牢。橢圓 鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)的相關(guān)參數(shù)分別為d2 = 0. 079 λ 0. 087 λ，d3 = 0. 083 λ 0. 091 λ，d4 = 0. 268 λ 0. 296 λ，d5 = 0. 029 λ 0. 032 λ，鏈接縫隙寬度s = 0. 003 λ 0. 004 λ，橢圓長軸R = 0. 0 λ 0. 026 λ，橢圓短軸 r = 0. 016入 0. 018 λ。參照圖5所示，本實用新型工作在1. 83GHz 1. 86GHz頻段，橫坐標(biāo)為頻率GHz， 縱坐標(biāo)為回波損耗，由圖可見，天線在1.83GHz 1.86GHz頻段范圍內(nèi)輸入回波損耗小于-15dB，對應(yīng)的電壓駐波比小于1. 5，對3GHz 12GHz內(nèi)的其它高次諧波及表面波模式的抑制非常明顯。參照圖6所示，天線的輻射方向圖，實線表示E面主極化的輻射，虛線表示E面交叉極化的輻射，另外二組線分別表示H面主極化和交叉極化的輻射。本實用新型在工作頻段內(nèi)的方向性較強，交叉極化抑制效果較好。通過實測表明，本實用新型具有良好的寬帶諧波抑制特性，而天線在基本諧振點上的工作性能與傳統(tǒng)的矩形微帶天線基本相同，可以用在有源電路與微帶天線一體化集成設(shè)計的各種場合。對于本領(lǐng)域的專業(yè)人員來說，在了解了本實用新型的內(nèi)容后，都可能在不背離本實用新型技術(shù)方案的情況下，進行形式和細節(jié)上的各種修正和改變，但是這些基于本發(fā)明思想的修正和改變?nèi)栽诒緦嵱眯滦偷臋?quán)利要求保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種電磁晶體微帶天線，包括介質(zhì)板(1)、金屬輻射體O)、饋電傳輸線(3)、接地面 (7)、導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體(4)和橢圓 鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)(8)，其特征在于介質(zhì)板(1)的兩面分別敷不同形狀的金屬薄層，一面為帶有槽縫的輻射體( 和饋電傳輸線(3)，另一面為接地面(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于接地面(7)上刻蝕有橢圓啞鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)(8)，該橢圓啞鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)(8)與正上方分布的導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體 (4)組合成一個雙面電磁晶體結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于金屬輻射體(2)形狀為矩形， 帶有兩個導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體單元的饋電傳輸線C3)直接嵌入矩形塊的內(nèi)部，金屬輻射體 (2)與饋線相接處左右各開有一條槽縫(5)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體由嵌入饋電傳輸線上的相隔一定距離的兩個矩形塊組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于整個天線通過同軸接頭饋電，同軸接頭與饋電傳輸線通過連接點(6)連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于金屬輻射體O)的長a為 0. 29 λ 0. 33 λ，寬 b 為 0. 29 λ 0. 33 λ。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁晶體微帶天線，其特征在于，接地面(7)為一長方形金屬面，長 L 為 0. 695 λ 0. 769 λ，寬 W 為 0. 536 λ 0. 592 λ。
專利摘要本實用新型公開了一種電磁晶體微帶天線。一種電磁晶體微帶天線包括介質(zhì)板(1)、金屬輻射體(2)、饋電傳輸線(3)、接地面(7)、導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體(4)和橢圓啞鈴型缺陷地結(jié)構(gòu)(8)，其特征在于介質(zhì)板(1)的兩面分別敷不同形狀的金屬薄層，一面為帶有槽縫的輻射體(2)和饋電傳輸線(3)，另一面為接地面(7)，金屬輻射體(2)形狀為矩形，帶有兩個導(dǎo)帶刻蝕型電磁晶體單元的饋電傳輸線(3)直接嵌入矩形塊的內(nèi)部，金屬輻射體(2)與饋線相接處左右各開有一條槽縫(5)。整個天線通過同軸接頭饋電，同軸接頭與饋電傳輸線通過連接點(6)連接；本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，可用于機載雷達、無線通信和微波成像中。
文檔編號H01Q1/38GK202142646SQ201120043138
公開日2012年2月8日 申請日期2011年2月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月22日
發(fā)明者張厚, 徐海洋, 李圭源, 殷雄, 舒楠 申請人:中國人民解放軍空軍工程大學(xué)導(dǎo)彈學(xué)院