[发明专利]一种面向光学和微波同轴探测应用的微带天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种面向光学和微波同轴探测应用的微带天线。

背景技术

微带天线是近30年来逐渐发展起来的一类新型天线，是在一个薄介质基上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀等方法做出一定形状的金属贴片，利用微带线和轴线对贴片馈电，构成微带天线。微带天线最初作为火箭和导弹上的共型全向天线获得了应用，随着材料科学技术的发展实用的微带天线才得到了长足的发展，现已在大约从100MHz到50GHz的宽频带上获得了大量的应用。微带天线的出现是现代微波集成电路技术在理论和实践上应用于天线理论的一个重要成就。

由于微带天线所具有的体积小，重量轻，低剖面，能与载体共形，制造成本低，易于大量生产，可以做得很薄，从而不扰动装载的宇宙飞船的空气动力学性能，无需做大的变动就能很容易地装在导弹、火箭和卫星上，方向性好，易集成稍稍改变馈电位置就可以获得线极化和圆极化等诸方面的优点，其应用前景非常广阔，现已广泛应用于移动通信、卫星通信、指挥和控制系统、导弹遥测、生物医学辐射器等各个领域。

微带天线的特征是比通常的微波天线有更多的物理参数，它们可以有任意的几何形状和尺寸，根据实际中的某些特殊性能和要求，在充分考虑其增益、天线效率、极化特性、频带宽度、输入阻抗等有关参数的前提下，可以把微带天线的贴片做成不同的形状，现在已经被广泛使用的贴片形状有矩形、圆形、椭圆形、圆环形、三角形等等，也可做成蝴蝶结形、缝隙形等一些比较特殊的形状，而更多种多样的贴片形状也正被不断开发出来。

栅格天线是一种由栅格单元组阵形成的天线，微带栅格天线除具有微带天线的基本优点以外，还具有较高带宽、高增益、波束集中、低副瓣、线极化等辐射特性，此外，当改变天线阵列工作频率时能够改变天线主波束指向，而天线阵短边宽度的改变则可调节天线阵的电流，从而进行天线波束赋形和旁瓣控制。

随着天线技术的发展，栅格天线的研究不断展开。微带线的出现替代了传统金属栅格，微带栅格结构随即出现，同时研究者对栅格天线的辐射特性、网格形式、馈电方式以及天线数值计算等方面进行了很多相关的分析和研究。

由于微带天线及微带栅格天线很容易通过改变它们的形状来改变它们的性能以适用于不同的需求。现有的微带天线只是单纯用于接受和发射电磁波，大多数的发明只是在改善天线的性能上做研究，而没有与其他学科相结合，实现学科间的跨越和结合，特别是在光学领域。

发明内容

本发明目的是为了解决现有微带天线只是单纯用于接收和发射电磁波，并且没有与其他学科相结合，实现学科间的跨越和结合，特别是在光学领域，不能在发射和接收电磁波的同时实现光学探测的问题，提供了一种面向光学和微波同轴探测应用的微带天线。

本发明所述的一种面向光学和微波同轴探测应用的微带天线，它包括透明介质板、栅格化接地板、栅格化微带贴片、栅格化微带馈线和波导端口，所述透明介质板和栅格化接地板的长和宽都完全相同，栅格化微带贴片的长小于透明介质板的长，栅格化微带贴片的宽小于栅格化微带贴片的宽，栅格化微带馈线的宽小于栅格化微带贴片的宽，栅格化接地板完全敷于透明介质板的下表面，栅格化微带贴片敷于透明介质板的上表面，并且透明介质板和栅格化微带贴片的中心重合，波导端口固定在透明介质板的侧面，且位于透明介质板长边的中间位置，栅格化微带馈线敷于透明介质板的上表面，并且位于波导端口和栅格化微带贴片之间，馈电通过波导端口传到栅格化微带馈线和栅格化接地板，栅格化微带馈线将接收到的馈电传到栅格化微带贴片。

所述透明介质板的长度为5mm、宽度为4mm、厚度为1mm，介电常数为3.8，所述透明介质板的材料为透明玻璃材质。

所述栅格化接地板的长度为5mm、宽度为4mm、厚度为0.0008mm，为铜制金属敷层，栅格化接地板由50*40个栅格组成，每个栅格大小为0.1mm*0.1mm，栅格之间金属敷层的宽度均为0.01mm，占空比为1:10。

所述栅格化微带贴片的长度为3.8mm、宽度为2.4mm、厚度为0.0008mm，为铜制金属敷层，栅格化微带贴片由38*24个栅格组成，每个栅格大小为0.1mm*0.1mm，栅格之间金属敷层的宽度均为为0.01mm，占空比为1:10。

所述栅格化微带馈线的长度为0.8mm、宽度为1mm、厚度为0.0008mm，为铜制金属敷层，栅格化微带馈线由8*10个栅格组成的，每个栅格大小为0.1mm*0.1mm，栅格之间金属敷层的宽度均为为0.01mm，占空比为1:10。