基于透波增强特性的双频天线的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于透波增强特性的双频天线，包括有具有环形孔的褶皱铝板以及实现双频特性的开口谐振环。其中，天线通过波导馈电，通过褶皱板结构与开口谐振环的组合，使得双频特性更易于实现。本发明具有高增益、窄波束、低剖面等特点，符合目前市场上Ku波段通信要求。
【专利说明】基于透波增强特性的双频天线【技术领域】
[0001]本发明涉及Ku波段通信领域，具体涉及一种高增益、窄波束的新型双频天线。
【背景技术】
[0002]近年来，亚波长结构的透波增强特性受到了人们的关注，成为光电领域研究的一大热点。由于透波增强特性的异常传输效应完全颠覆了 Bethe理论的限制，因而在光学器件的设计领域得到了广泛的运用。而其在微波波段的应用研究才刚刚起步，目前主要集中在喇叭天线的设计领域。
[0003]2004年，M.Beruete小组率先将透波增强特性应用于微波波段喇叭天线的设计中。他们在喇叭天线辐射口径的两侧对称地刻蚀凹槽，将透波增强特性引入天线的设计中，建设性的将天线的增益提高了 14dB，并将天线半功率波瓣宽度减小至13°。在随后的2006年，该小组通过增加铝板的厚度，使喇叭天线工作在不同模式，获得双频特性。同时，他们还在铝板上刻蚀两组不同周期的凹槽，设计出一款高增益、窄波束的双频喇叭天线。2007年，他们采用在凹槽内部填充ε y > I的介质材料的方法，缩小了喇叭天线的尺寸。
[0004]2009 年，Koray Aydin 等人通过使用开口谐振环(SRR, Split-Ring-Resonator),将喇叭天线的增益提高了 3dB，显示出良好的效果。2011年，Filiberto Bilotti小组在辐射孔径处放置“双-欧米伽”阵子，将天线的增益提高了 17dB。
[0005]中科院成都光电研究所Cheng Huang等人通过在喇机天线福射口径两侧对称的刻蚀数组凹槽，成功地降低了天线的HPBW，同时还将天线的增益提高了 lldB。2009年，他们设计出一款双馈电喇叭天线，研究透波增强特性对天线互耦度的影响。实验证明，通过在两个辐射口径之间对称的刻蚀凹槽，能够有效调制表面等离子体的传输，进而改变了天线的表面电场分布。在将天线的增益提高4dB的同时，还将天线互耦度降低到-40dB。同年，该课题组设计一款2*8阵列的狭缝天线，将透波增强特性与高阻抗结构结合起来，将天线的增益提高了 23.1dB,同时将天线的旁瓣和后瓣分别减小6dB和10dB。
[0006]目前，国内外专家学者对于透波增强特性在喇叭天线领域的应用研究，取得了诸多可喜的成果，证明了透波增强特性在天线领域的应用潜力。但是，由于喇叭天线不能满足现代通信系统在小型化、集成化上的技术要求，使得设计基于透波增强特性的双频天线具有重要意义。
【发明内容】
[0007]本发明的目的是公开了一种新型双频天线，通过将透波增强特性和开口谐振环引入口径耦合天线的设计中，得到高增益、窄波束的新型双频天线。
[0008]本发明的技术方案如下:
[0009]本发明公开了一种基于透波增强特性的新型双频天线，包括有环形孔的褶皱铝板以及实现双频特性的开口谐振环。本发明具有高增益、窄波束、低剖面等特点，符合目前市场上Ku波段通信系统对双频天线的技术要求。[0010]本发明公开基于透波增强特性的新型双频天线，包括有环形孔的褶皱铝板以及实现双频特性的开口谐振环。开口谐振环作为实现双频特性的辐射贴片，褶皱板则用来实现透波增强特性。
[0011]此外，通过改变开口谐振环的半径，可以更易于实现不同双频特性的天线，通过使用环形孔和凹槽可以使天线的方向性得到更好地优化。
【专利附图】
【附图说明】
[0012]为更清楚地说明本发明的实施例，下面将对实施例描述中所需使用的附图做一些简单的介绍。以下描述附图中涉及的只是本发明的一个实施例，对于本领域的一般技术人员，根据本发明的思想，在不付出任何创造性劳动的前提下，可以根据这些附图得到不同的【具体实施方式】。
[0013]图1本发明的实施例一种新型双频结构示意图；
[0014]图2本发明的实施例一种新型双频天线实现双频特性的开口谐振环示意图；
[0015]图3本发明的实施例中双频褶皱铝板俯视图及前视图；
[0016]图4本发明的实施例新型双频天线Sll曲线图；
[0017]图5本发明的实施例新型双频天线远场方向图与对比本发明实施例的传统双频天线在12.8GHz方向图对比图。
[0018]图6本发明的实施例新型双频天线远场方向图与对比本发明实施例的传统双频天线在14.2GHz实测方向图对比图。
【具体实施方式】
[0019]以下结合附图对本发明的一种实施例进行详细描述，【具体实施方式】为:
[0020]本发明实施例的一种新型双频天线可以参见附图1，包括有具有环形孔的褶皱铝板以及两组开口谐振环。
[0021]图2为本发明的实施例一种新型双频天线中的实现双频特性的开口谐振环示意图。
[0022]图3为所述褶皱铝板的结构示意图。所述褶皱铝板在中心处开有一环形孔，使得电磁场耦合进入辐射贴片；周围的凹槽可以实现透波增强特性。
[0023]图4为本发明的实施例一种新型双频天线的Sll曲线示意图。由图可以看出，天线在12.8GHz、14.2GHz处的Sll均小于_15dB，完全满足Ku波段通信的工程需要。图5、图6分别为本发明的实施例新型双频口天线与对比本发明实施例的传统双频天线在12.8GHz和14.2GHz处方向图对比图，其中包括实测结果图与仿真结果图。
[0024]以上对本发明所公开了的一种基于透波增强特性的新型双频天线，进行了详细介绍，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。同时，对于本领域的一般技术人员，根据本发明的思想，在【具体实施方式】及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
【权利要求】
1.一种基于透波增强特性的双频天线，包括有具有环形孔的褶皱铝板以及实现双频特性的开口谐振环，其特征在于:通过改变开口谐振环的半径来实现天线的双频特性。
2.根据权利要求1所述的基于透波增强特性的双频天线，其特征在于:所述褶皱铝板在中心处开有一环形孔，使得电磁波可以由波导耦合进入辐射贴片；所述褶皱铝板周围具有凹槽，实现透波增强特性。
3.根据权利要求2所述的基于透波增强特性的双频天线，其特征在于:所述褶皱铝板在环形孔两组周期凹槽，使得E面、H面的电磁场可以被调制，其中E面较明显。
【文档编号】H01Q5/10GK103515708SQ201310337277
【公开日】2014年1月15日 申请日期:2013年8月5日 优先权日:2013年8月5日
【发明者】李民权, 丁友 , 王新, 王小兵, 李栎杉, 秦坤, 张赛, 张支勉, 陈培新 申请人:安徽大学