基于负介电传输线的X波段高增益微带天线.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101471494A

(43)申请公布日2009.07.01

(21)申请号CN200710308163.6

(22)申请日2007.12.28

(71)申请人西北工业大学

地址710072陕西省西安市碑林区友谊西路127号

(72)发明人赵晓鹏介晓永罗春荣

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

H01Q13/08

H01Q1/38

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

基于负介电传输线的X波段高增益

微带天线

(57)摘要

本发明涉及一种基于负介电传输线

的X波段高增益微带天线。该天线包括矩

形金属贴片、微带馈线、阻抗匹配器、介

质基板和接地板。一定数量的金属化导通

孔垂直穿过介质基板，两端分别与矩形金

属贴片和接地板相连。本发明天线+1阶谐

振模式对应的谐振频率，可以通过改变金

属化导通孔的数目、几何位置及排列方式

调节到X波段，而且其增益比普通微带天

线提高1.56～3.37dBi。本天线的优点是在

实现了高增益辐射特性的同时，又具有结

构紧凑和易于制造的特点。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种基于负介电传输线的X波段高增益微带天线，该天线包括矩形金属贴片、

50Ω微带馈线、λ/4阻抗匹配器、介质基板和接地板，其主要特征是在矩形金属贴

片和接地板之间加载一定数量的金属化导通孔，通过改变金属化导通孔的数目、几

何位置及排列方式使该天线工作于X波段。

2.根据权力要求1所述的基于负介电传输线的X波段高增益微带天线，其特征是金

属化导通孔的直径为0.8mm，内壁所附的导电金属镀层厚度为0.1mm。

3.根据权力要求1所述的基于负介电传输线的X波段高增益微带天线，其特征是金

属化导通孔的数目为3～4个。

4.根据权力要求1所述的基于负介电传输线的X波段高增益微带天线，其特征是馈

电方式采用微带侧馈，λ/4阻抗匹配器连接在矩形金属贴片和50Ω馈线之间。

说明书

技术领域本发明涉及一种基于负介电传输线的X波段高增益微带天线。

背景技术左右手复合传输线(compositeright/left-handedtransmissionline)是一种人

工复合电磁结构，是在普通传输线的基础上同时加载分立串联电容和并联电感的新

型传输线结构。由于特定频段的电磁波在左右手复合传输线中传播时呈现出如后向

波辐射、零传输常数和平板聚焦等电磁学特性，这种结构已经在微波电路、通讯器

件及精密仪器等领域产生了巨大影响。例如，基于左右手复合传输线结构的零阶谐

振天线(zerothorderresonantantenna)不再受制于天线的谐振频率须依赖于其物理尺

寸的传统规律，能够通过增大天线的物理尺寸明显提高天线的增益性能，而其谐振

频率却几乎保持不变。

同时，从左右手复合传输线中移去串联电容而保留并联电感得到另一种新型传输线

结构，该结构可以在一定的频率范围内实现负值的介电常数，可称之为负介电传输

线(epsilonnegativetransmissionline)。利用该传输线结构设计的谐振器能够在一定的

频段发生0、+1、+2等多阶谐振，其中+1阶谐振模式对改善微带天线的增益起着

重要作用。基于负介电传输线结构的微带天线的+1阶谐振模式对应的谐振频率与

天线的谐振长度之间满足非线性关系，而普通微带贴片天线

(microstrippatchantenna)的TMsub10/sub基模对应的谐振频率与其谐振长度成

反比例关系。并且当天线的谐振频率固定时，前者的辐射口径要大于后者，因此前

者具有更高的增益值。目前研