专利名称：一种介质背腔缝隙耦合微带天线的制作方法
技术领域：
本发明属于微波天线技术，涉及对介质背腔缝隙耦合微带天线的改进。
背景技术：
共形相控阵雷达以其不影响飞行器气动性能、扫描范围大及RCS小等优点，已受到了广泛的关注。共形相控阵雷达要求天线单元具备机械强度高、体积小等特性，同时， 为满足其对电性能的要求，天线又需要具备较宽的工作频带和较低的交叉极化。介质背腔缝隙耦合微带天线由于拥有结构、工艺简单，成本低廉，寄生辐射小等优点，已在共形相控阵雷达上得到了一定的应用。《一种宽带介质背腔缝隙耦合微带天线》(A Wideband Aperture-Coupled Microstrip Patch Antenna with Backed Cavity of Dielectric)(孙丹，窦文斌，尤立志，第九届天线、传播及电磁理论国际研讨会，2010)公开了一种介质背腔缝隙耦合微带天线，该天线由下面的馈电介质板、中间的耦合缝隙介质板和上面的天线介质板叠合胶接构成，馈电介质板、耦合缝隙介质板和天线介质板是尺寸相同的矩形，在馈电介质板的上表面有馈电线路，在馈电介质板的下表面有覆铜箔，在天线介质板的上表面有微带贴片，在耦合缝隙介质板的上表面覆盖有覆铜箔，在覆铜箔的中部有耦合缝隙，在馈电介质板、耦合缝隙介质板的侧面镀有金属层，形成介质背腔。这种结构的缺点是侧表面面积大，镀金属工艺复杂，且附着力差。该种矩形结构背腔有可能导致耦合缝隙所产生的后向散射在规则封闭的腔体内造成天线不需要的谐振，导致损耗增加，天线效率下降。
发明内容
本发明的目的是提出一种无需在介质板的侧面镀金属层、不会因耦合缝隙所产生的后向散射造成的谐振导致损耗增加、效率下降的介质背腔缝隙耦合微带天线。本发明的技术方案是一种介质背腔缝隙耦合微带天线，它由下面的馈电介质板 1、中间的耦合缝隙介质板2和上面的天线介质板3叠合胶接构成，馈电介质板1、耦合缝隙介质板2和天线介质板3是尺寸相同的矩形，在馈电介质板1的上表面有馈电线路，在馈电介质板1的下表面有覆铜箔，在天线介质板3的上表面有微带贴片，在耦合缝隙介质板2的上表面覆盖有覆铜箔，在覆铜箔的中部有耦合缝隙5 ；其特征在于，在耦合缝隙5的四周有由金属化过孔4沿直线等间距排列组成的背腔图形，金属化过孔4贯通耦合缝隙介质板2 和馈电介质板1，并与馈电介质板1下表面的覆铜箔形成电连接，背腔图形是下面的图形之(1)背腔图形由一个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线，耦合缝隙5与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边或者左边由上、中、下3段组成，该边的上、下段为平行于耦合缝隙5的直线，该边的中段是一个一边开口的开口矩形6， 该开口矩形6的开口朝向耦合缝隙5，背腔图形的左边或者右边为平行于耦合缝隙5的直线.
一入 ，(2)背腔图形由一个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线，耦合缝隙5与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边和左边均由上、中、下3段组成，上、下段为平行于耦合缝隙5的直线，中段是ー个一边开ロ的开ロ矩形6，该开ロ矩形6 的开ロ朝向耦合缝隙5。2、根据权利要求1所述的介质背腔缝隙耦合微带天线，其特征在干，背腔图形上、 下边的宽度W = 7mm 15mm，背腔图形左、右边的长度L = 9mm 16mm，开ロ矩形[6]的上、下边的宽度W2 = 4. 9mm 5. 8mm，开ロ矩形W]的开ロ边到背腔图形的右边或者左边的上下段的距离Wl = 1.5mm 2. 7mm，开ロ矩形W]的上边到背腔图形上边的距离Ll = 2. 75mm 6mm，开ロ矩形[6]上、下边之间的距离L2 = 3. 2mm 4mm。本发明的优点是无需在介质板的侧面镀金属层，克服了大面积镀金属时エ艺复杂、附着力差的缺点；同吋，不会产生因耦合缝隙所产生的后向散射造成的谐振导致损耗增加、天线效率下降的问题。
图1是本发明的结构示意图。图2是图1的俯视图。图中省略了天线介质板3。
具体实施例方式下面对本发明做进ー步详细说明。參见图1和图2，一种介质背腔缝隙耦合微带天线，它由下面的馈电介质板1、中间的耦合缝隙介质板2和上面的天线介质板3叠合胶接构成，馈电介质板1、耦合缝隙介质板2和天线介质板3是尺寸相同的矩形，在馈电介质板1的上表面有馈电线路，在馈电介质板1的下表面有覆铜箔，在天线介质板3的上表面有微带贴片，在耦合缝隙介质板2的上表面覆盖有覆铜箔，在覆铜箔的中部有耦合缝隙5 ；其特征在干，在耦合缝隙5的四周有由金属化过孔4沿直线等间距排列組成的背腔图形，金属化过孔 4贯通耦合缝隙介质板2和馈电介质板1，并与馈电介质板1下表面的覆铜箔形成电连接， 背腔图形是下面的图形之一(1)背腔图形由ー个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线，耦合缝隙5与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边或者左边由上、中、下3段组成，该边的上、下段为平行于耦合缝隙5的直线，该边的中段是ー个一边开ロ的开ロ矩形6， 该开ロ矩形6的开ロ朝向耦合缝隙5，背腔图形的左边或者右边为平行于耦合缝隙5的直线；(2)背腔图形由ー个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线，耦合缝隙5与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边和左边均由上、中、下3段组成，上、下段为平行于耦合缝隙5的直线，中段是ー个ー边开ロ的开ロ矩形6，该开ロ矩形6 的开ロ朝向耦合缝隙5。本发明的工作原理是通过馈电介质板下表面的覆铜箔、耦合缝隙介质板上表面的覆铜箔和贯穿这两层介质板的金属化过孔构成一个介质背腔，有效地降低了缝隙耦合微带天线的后向散射。相对于通过在介质板侧壁镀金属层的介质背腔天线，该天线通过金属化过孔实现馈电介质板下表面的覆铜箔和耦合缝隙介质板上表面的覆铜箔之间的电连接， 每ー个过孔的表面积相对较小，其镀金属ェ艺较容易实现，附着力好，且少量过孔的失效不会导致背腔结构的本质改变，天线的可靠性更高。该天线的背腔形状左边或者右边的开口矩形是为了破坏封闭腔体内产生的不需要的高次模，避免在工作频带内出现由缝隙后向散射在封闭规则的腔体内所产生的谐振。背腔图形上、下边的宽度W = 7mm 15_，背腔图形左、右边的长度L = 9mm 16mm，开口矩形6的上、下边的宽度W2 = 4. 9mm 5. 8mm，开口矩形6的开口边到背腔图形的右边或者左边的上下段的距离Wl = 1.5mm 2. 7mm，开口矩形6的上边到背腔图形上边的距离Ll = 2. 75mm 6mm，开口矩形6上、下边之间的距离L2 = 3. 2mm 4mm。实施例1仅左边或右边有一个开口矩形，其按缝隙中心对称的另一边为直线。背腔横截面尺寸为 W = 13mm, L = 12mm, Wl = 2. 2mm, W2 = 5. lmm, Ll = 4. 25mm, L2 = 3. 6mm。实施例 1天线单元的频段8 12. 3GHz，相对带宽为42.4%，驻波比< 2。实施例2左右两边均有开口矩形。背腔横截面尺寸为W = 11謹，L = 13. 4mm, Wl = 2. 2謹， W2 = 5. 2讓，Ll = 5. 1讓，L2 = 3. 2讓。实施例2天线单元的频段8. 5 11. 6GHz，相对带宽为30. 8%，驻波比< 2。实施例3左右两边均有开口矩形。背腔横截面尺寸为W = 7mm，L = 9謹，Wl = 2. 7謹，W2 =5. 8謹，Ll = 2. 75謹，L2 = 3. 5謹。实施例3天线单元的频段8. 6 1 IGHz，相对带宽为 24. 5%，驻波比< 2。实施例4左右两边均有开口矩形。背腔横截面尺寸为W = 15mm, L = 16mm, Wl = 1. 5mm, W2 =4. 9mm, Ll = 6mm, L2 = 4mm。实施例4天线单元的频段7. 87 12. 27GHz，相对带宽为 43. 7%，驻波比< 2。
权利要求
1.一种介质背腔缝隙耦合微带天线，它由下面的馈电介质板[1]、中间的耦合缝隙介质板[2]和上面的天线介质板[3]叠合胶接构成，馈电介质板[1]、耦合缝隙介质板[2]和天线介质板[3]是尺寸相同的矩形，在馈电介质板[1]的上表面有馈电线路，在馈电介质板 [1]的下表面有覆铜箔，在天线介质板[3]的上表面有微带贴片，在耦合缝隙介质板[2]的上表面覆盖有覆铜箔，在覆铜箔的中部有耦合缝隙[5]；其特征在干，在耦合缝隙[5]的四周有由金属化过孔[4]沿直线等间距排列組成的背腔图形，金属化过孔[4]贯通耦合缝隙介质板[2]和馈电介质板[1]，并与馈电介质板[1]下表面的覆铜箔形成电连接，背腔图形是下面的图形之一(1)背腔图形由ー个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线， 耦合缝隙[5]与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边或者左边由上、中、下3段组成，该边的上、下段为平行于耦合缝隙[5]的直线，该边的中段是ー个一边开ロ的开ロ矩形 W]，该开ロ矩形W]的开ロ朝向耦合缝隙[5]，背腔图形的左边或者右边为平行于耦合縫隙[5]的直线；(2)背腔图形由ー个上、下边和左、右边围成，背腔图形的上边和下边为平行的直线，耦合缝隙[5]与背腔图形的上边和下边垂直，背腔图形的右边和左边均由上、中、下3段組成， 上、下段为平行于耦合缝隙[5]的直线，中段是ー个一边开ロ的开ロ矩形W]，该开ロ矩形 [6]的开ロ朝向耦合缝隙[5]。
2.根据权利要求1所述的介质背腔缝隙耦合微带天线，其特征在干，背腔图形上、下边的宽度W = 7mm 15mm，背腔图形左、右边的长度L = 9mm 16mm，开ロ矩形W]的上、下边的宽度W2 = 4. 9mm 5. 8mm，开ロ矩形W]的开ロ边到背腔图形的右边或者左边的上下段的距离Wl = 1. 5mm 2. 7mm，开ロ矩形[6]的上边到背腔图形上边的距离Ll = 2. 75mm 6_，开ロ矩形[6]上、下边之间的距离L2 = 3. 2mm 4mm。
全文摘要
本发明属于微波天线技术，涉及对介质背腔缝隙耦合微带天线的改进。其特征在于，在耦合缝隙[5]的四周有由金属化过孔[4]沿直线等间距排列组成的背腔图形，金属化过孔[4]贯通耦合缝隙介质板[2]和馈电介质板[1]，并与馈电介质板[1]下表面的覆铜箔形成电连接。本发明无需在介质板的侧面镀金属层，克服了大面积镀金属时工艺复杂、附着力差的缺点；同时，不会产生因耦合缝隙所产生的后向散射造成的谐振导致损耗增加、天线效率下降的问题。
文档编号H01Q13/08GK102544738SQ201110458308
公开日2012年7月4日 申请日期2011年12月27日 优先权日2011年12月27日
发明者孙丹, 张兆成, 沈荣 申请人:中国航空工业第六○七研究所