一种宽带环形微带天线和电磁环境监测系统传感器

本申请属于天线，具体涉及一种宽带环形微带天线和电磁环境监测系统传感器。

背景技术：

1、微带天线是在一个薄介质基片上，一面附上金属薄层作为接地板，另一面用光刻腐蚀方法制成一定形状的金属贴片，利用微带线或同轴探针对贴片馈电构成的天线。

2、随着无线电通讯科学技术的迅速发展，无线电磁设备涉及的领域愈加扩大，导致我们工作和生活的电磁环境日趋复杂。空间电磁信号在能量、频谱和时域上呈现复杂多变化的表现形式，对电磁辐射信号检测、采集与参数分析、电磁辐射源识别等电磁环境监测技术增加了极大困难。目前，电磁环境监测系统监测传感器选用了平面螺旋天线作为检测电磁辐射的接收天线，保证了监测仪的宽频段、易安装和快速移动性。但是平面螺旋天线辐射区受频带限制，低频率天线体积一直较大，无法满足电磁环境监测系统传感器宽频段、小型化和便携性的应用要求。

技术实现思路

1、因此，本申请要解决的技术问题在于提供一种体积小、便携性强的宽带环形微带天线和电磁环境监测系统传感器。

2、为了解决上述问题，本申请一方面提供了一种宽带环形微带天线，应用于电磁环境监测系统，包括：

3、介质基板；

4、接地板，所述接地板设置在所述介质基板的第一侧面上，所述接地板上具有缺陷带，所述缺陷带将所述接地板分为第一部分和第二部分；

5、辐射部，所述辐射部设置在所述介质基板的第二侧面上；

6、其中，所述辐射部包括第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元，所述第三辐射单元包括第一段、第二段和连接段，所述第一辐射单元、所述第二辐射单元、所述第一段和所述第二段的中轴线共线设置，所述第一辐射单元、所述第二辐射单元和所述第一段为矩形环，所述第一辐射单元的面积大于所述第二辐射单元的面积，所述第二辐射单元的面积大于所述第一段的面积，所述第二段为圆环，所述第二段设置在所述第一段内，所述连接段设置四个，四个所述连接段沿所述第二段的周向方向均匀布置并与所述第一段相垂直；

7、微带馈线，所述微带馈线设置在所述介质基板的所述第二侧面上，所述馈线与所述第一辐射单元相连接；

8、匹配电阻，所述微带馈线通过所述匹配电阻与所述第一辐射单元相连接。

9、可选的，第一辐射单元的长边与第二辐射单元的长边之间的距离与第二辐射单元的长边与第一段的长边之间的距离相同。

10、可选的，第一辐射单元(31)的长边与第二辐射单元(32)的长边之间的距离g1＝1.14mm。

11、可选的，所述介质基板为环氧板，所述介质基板的介电常数为4.4，所述介质基板的损耗因子为0.02，所述介质基板的厚度为1.6mm。

12、可选的，所述第一辐射单元的长度l1＝38mm，所述第一辐射单元的宽度l2＝30mm，所述第一辐射单元的厚度w1＝2.44mm；所述第二辐射单元的长度l3＝30.84mm，所述第二辐射单元的宽度l4＝22.84mm，所述第二辐射单元的厚度w2＝0.725mm；所述第一段的长度l5＝23.68mm，所述第一段的宽度l6＝19.11mm，所述第一段的厚度w3＝0.725mm；所述第二段的外径r1＝6.24mm，所述第二段的内径r2＝5.75mm；所述连接段的厚度w4＝0.725mm。

13、可选的，所述接地板为正方形。

14、可选的，所述接地板的边长l10＝40mm，所述缺陷带的宽度l7＝4.75mm，所述第一部分的宽度l8＝24.95mm，所述第二部分的宽度l9＝10.3mm。

15、可选的，所述微带馈线的长度l11＝7.84mm，所述微带馈线的宽度l12＝3mm。

16、可选的，所述微带馈线具有渐变段，所述渐变段在所述微带馈线朝向所述辐射部的方向上宽度逐渐减小。

17、可选的，所述渐变段的长度l13＝4.84mm。

18、可选的，所述辐射部的中心处与所述微带馈线之间的距离l14＝15mm。

19、可选的，所述微带馈线的中心线与所述辐射部的中心线位于同一平面内。

20、可选的，所述匹配电阻的阻值res＝47ω。

21、本申请的另一方面，提供了一种电磁环境监测系统传感器，包括上述所述的宽带环形微带天线。

22、有益效果

23、本发明的实施例中所提供的宽带环形微带天线，通过设置接地板为不完整结构、辐射部为平面环形微带结构并使辐射部通过匹配电阻与微带馈线相连接能够接收低频率电磁信号的同时减小天线的体积，克服了低频率天线体积较大的问题，以使微带天线满足小型化和便携性需求；同时微带天线端口回波损耗|s11|≤-10db，具有双工作频带，能够接收0.72ghz～1.58ghz和1.69ghz～3ghz的电磁辐射信号，以使微带天线满足宽频带需求，增大了微带天线的适用范围。

技术特征：

1.一种宽带环形微带天线，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

6.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

9.根据权利要求8所述的宽带环形微带天线，其特征在于，

10.一种电磁环境监测系统传感器，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的宽带环形微带天线。

技术总结
本申请提供了一种宽带环形微带天线和电磁环境监测系统传感器，其中宽带环形微带天线应用于电磁环境监测系统，包括介质基板、接地板、辐射部、微带馈线和匹配电阻，接地板设置在介质基板的第一侧面上，接地板上具有缺陷带，缺陷带将所述接地板分为第一部分和第二部分，辐射部、微带馈线和匹配电阻设置在介质基板的第二侧面上，微带馈线通过匹配电阻与辐射部相连接；其中，辐射部包括第一辐射单元、第二辐射单元和第三辐射单元，第三辐射单元包括第一段、第二段和连接段，第一辐射单元、第二辐射单元、第一段和第二段的中轴线共线设置，第一辐射单元的面积大于第二辐射单元的面积，第二辐射单元的面积大于第一段的面积，第二段设置在第一段内。

技术研发人员：胡广,郭瑞,邱昕,廖安谋,张小宾,王浩,李翀,郭聚川
受保护的技术使用者：中国科学院微电子研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19