[发明专利]一种新型蝶形开槽宽带太赫兹天线

说明书

本发明公开了一种新型蝶形开槽宽带太赫兹天线，属于太赫兹天线领域。该天线包括介质基板、辐射贴片和集总端口激励，辐射贴片包括设置在介质基板中央的中心贴片、分别对称地设置在中心贴片两侧的两个贴片翼以及连接中心贴片与集总端口激励的微带传输线，中心贴片为圆形，贴片翼为扇面形，两个贴片翼的中心的连线穿过介质基板的中心，微带传输线垂直于两个贴片翼的中心的连线，贴片翼的扇面上设有若干个矩形槽，所有矩形槽均在扇面的前端设有开口，位于同一个贴片翼上的矩形槽关于该贴片翼的对称线对称。本发明可实现双频宽带的效果，设计出的频段能够满足太赫兹频率要求，应用范围广，具有结构简单，设计合理，小型化易于制造的优点。

技术领域

本发明属于太赫兹天线领域，具体地说，涉及一种新型蝶形开槽宽带太赫兹天线。

背景技术

太赫兹(Terahertz，THz)波通常是指频率在0.1～10THz(波长介于微波与红外波之间的0.03～3毫米范围)的电磁波。太赫兹具有高频和超短脉冲(皮秒量级)特性，因而具有很高的空间分辨率和时间分辨率。太赫兹能量很小，不会对物质产生破坏作用，所以在成像和波谱技术中比X射线技术更具优势。此外，许多生物大分子的振动和转动共振频率也处在太赫兹波段。因此，开发太赫兹波技术将对宽带通信、雷达探测、电子对抗、电磁武器、天文学、无标记基因检查等多个领域的技术发展带来深远影响。

由于太赫兹天线工作频率高，其加工、装配精度要求严苛，合理、有效的天线结构设计是太赫兹天线工程化亟待解决的技术难题之一。由于在自由空间中太赫兹波长小、辐射损耗较大，对天线的介质材料和设计结构都要求较高，并且由于检测技术的不够成熟，使得对天线的增益和方向性有更高的需求。

就天线而言，缩减其体积成为通信设备研究的一部分。可是，盲目去减小天线尺寸大小能影响其的驻波、增益、带宽等指标特性。微带天线由于重量轻、体积小、低剖面、易共形和低成本等优点而得到了广泛的研究和应用，其带宽一般情况下都相对比较窄，普通微带贴片天线的带宽仅仅为20MHz～30MHz左右，这样使得微带天线在使用中受到较多的限制。

微带天线还有一个固定的多频特性，即同一个微带天线可以在离散的多个频率工作点上工作，满足多个通信频段的需求。由于微带天线带宽比较窄，因此就工作频点的准确性要求更精准，外界环境的任何干扰都会对微带天线的频点产生漂移，使天线不能正常工作。

目前，国内外研究发现能通过降低等效谐振电路、附加寄生贴片、采用LC谐振电路、加载短路探针、附加阻抗匹配网络来有效拓宽微带天线的带宽，同时通过选取合适的磁导率介质基板及相应的介电常数，来改变不同的尺寸及形状，或者采用相应的馈电方法及合适的阻抗匹配，也能够有效扩宽微带天线的带宽。但上述增加带宽的方法会同时影响天线的增益，不能两者兼顾。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种新型蝶形开槽宽带太赫兹微带天线，具有蝶形特点，通过特殊的开槽使中心频率附近的带宽得到拓展，同时增益有明显的提高。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案如下：

一种新型蝶形开槽宽带太赫兹天线，包括介质基板、贴在所述介质基板上表面的辐射贴片和设置在所述介质基板侧面的集总端口激励，所述辐射贴片包括设置在所述介质基板中央的中心贴片、分别对称地设置在所述中心贴片两侧的两个贴片翼以及连接所述中心贴片与所述集总端口激励的微带传输线，所述中心贴片为圆形，所述贴片翼为扇面形，所述两个贴片翼的中心的连线穿过所述介质基板的中心，所述微带传输线垂直于所述两个贴片翼的中心的连线，所述贴片翼的扇面上设有若干个矩形槽，所有矩形槽均在扇面的前端设有开口，位于同一个贴片翼上的矩形槽关于该贴片翼的对称线对称。

进一步地，所述矩形槽沿与所述微带传输线垂直的方向设置，位于同一个贴片翼上的矩形槽的底边位于同一条直线上。

进一步地，位于同一个贴片翼上的矩形槽为五个，包括位于中间的第一矩形槽以及分别位于其两侧的两个第二矩形槽和两个第三矩形槽。