[发明专利]一种毫米波开槽贴片天线

说明书

本发明公开了一种毫米波开槽贴片天线，涉及宽带天线技术领域，该天线中介质基板上表面金属层刻蚀形成的矩形金属环、介质基板内部的金属柱和介质基板下表面金属层形成的金属接地层构成基片集成背腔，基片集成背腔、矩形金属贴片和两对辐射槽构成天线辐射体，介质基板上表面金属层刻蚀形成矩形金属贴片，且矩形金属贴片上刻蚀了两对可分别工作的辐射槽，两对辐射槽和基片集成背腔可在不同频率产生三个谐振点，从而拓展天线带宽；基片集成背腔可在拓展天线带宽的同时还能有效抑制天线表面波损耗，提高天线辐射效率；矩形金属贴片位于基片集成背腔上表面，采用单层板设计，能有效简化天线结构，降低天线成本，减小天线体积。

技术领域

本发明涉及宽带天线技术领域，尤其是一种毫米波开槽贴片天线。

背景技术

随着无线通信设备传输速度的不断提升，毫米波无线通信系统日渐成为一项研究热点。该毫米波无线通信系统可被用于长程及短程通信，比如点对点数据传输与无线局域网等。同时，宽带贴片天线具有尺寸小、结构简单、成本低等特点，并且较宽的频带能有效的提高天线传输速率、系统容量和发射功率等，因而宽带贴片天线常被用于军事和空间通信技术领域。然而，传统贴片天线带宽较窄。目前已有的拓宽贴片天线带宽的设计大多采用多层板技术，这就将会大大增加天线的成本、尺寸及结构复杂度，并且在毫米波频段加工时会带来严重的一致性问题和引入严重的表面波损耗，从而降低天线的辐射效率。

发明内容

本发明人针对上述问题及技术需求，提出了一种毫米波开槽贴片天线，本发明的技术方案如下：

一种毫米波开槽贴片天线，该毫米波开槽贴片天线包括双面覆盖有金属层的介质基板，介质基板上表面的金属层刻蚀形成电路结构，电路结构包括矩形金属环和刻蚀有两对辐射槽的矩形金属贴片，介质基板下表面为金属接地层；

介质基板内有若干个金属柱，金属柱两端分别连接介质基板上表面的矩形金属环和下表面的金属接地层，矩形金属环、金属柱和金属接地层构成基片集成背腔；

基片集成背腔、矩形金属贴片和两对辐射槽构成天线辐射体；

同轴馈电金属柱穿过介质基板与矩形金属贴片连接，馈电金属柱位于矩形金属贴片的一条长边处，能量通过同轴馈电金属柱对天线辐射体进行馈电，从而使毫米波开槽贴片天线在不同频点产生三个谐振点，三个谐振点分别由两对辐射槽和基片集成背腔产生。

其进一步的技术方案为，矩形金属贴片的两对辐射槽分别刻蚀在矩形金属贴片的两条长边上。

其进一步的技术方案为，在驻波比VSWR≤2的条件下带宽拓展达45.8％，在39.9GHz～63.6GHz的工作频带内的辐射效率为86％～99％。

其进一步的技术方案为，矩形金属贴片上的两对辐射槽刻蚀在靠近馈电金属柱的同侧长边上。

其进一步的技术方案为，在驻波比VSWR≤2的条件下带宽拓展达52.1％，在40GHz～68.2GHz的工作频带内的辐射效率为86％～99％。

其进一步的技术方案为，两对辐射槽为一对长辐射槽和一对短辐射槽，一对长辐射槽包括两个槽深相同的长辐射槽，一对短辐射槽包括两个槽深相同的短辐射槽，且短辐射槽的槽深小于长辐射槽。

其进一步的技术方案为，一对长辐射槽的两个长辐射槽分别刻蚀形成在同轴馈电金属柱的两侧，一对短辐射槽的两个短辐射槽分别刻蚀形成在同轴馈电金属柱的两侧且位于一对长辐射槽的内侧。

其进一步的技术方案为，矩形金属环位于天线辐射体外边缘，下表面为金属接地层。

其进一步的技术方案为，金属柱按照一定间距周期性分布成一个矩形排列在介质基板内。

本发明的有益技术效果是：