CN102544710B - 一种宽频带天线装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种在传统印制半波振子的基础上使天线带宽达到了倍频程宽频带的天线装置。本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种将原来的矩形印制半波振子变成的矩形印制半波振子和锥形印制半波振子的组合体，使频带可以展宽，反射面变成三角形频带也可以展宽频带，将两种展宽频带的方法结合应用，使天线装置的频带可以达到倍频程。本发明应用于天线技术领域。

Description

一种宽频带天线装置

技术领域

本发明属于天线技术领域，尤其涉及一种在传统印制半波振子的基础上使天线带宽达到了倍频程宽频带的天线装置。

背景技术

半波振子作为经典的天线装置，被广泛应用于雷达阵列天线中。由于半波振子的长度由天线频率决定，因此，半波振子频带较窄，难以满足宽频带雷达系统要求。

为展宽半波振子天线的带宽，对半波振子天线进行了各种形式的变形设计，包括变粗半波振子的直径，将半波振子改成印制半波振子（半波振子是 现有技术，将半波振子通过印制板的方式实现就叫印制振子），而且，将直接馈电改成耦合馈电，以上改进虽然使半波振子的带宽大大改善，然而改善后的带宽最多只能达到25%，远未达到倍频程的带宽，难以满足系统综合化设计中对雷达天线频带宽度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种将原来的矩形印制半波振子变成的矩形印制半波振子和锥形印制半波振子的组合体，使频带可以展宽，反射面变成三角形频带也可以展宽频带，将两种展宽频带的方法结合应用，使天线装置的频带可以达到倍频程。

本发明采用的技术方案如下：

一种宽频带天线，包括矩形印制半波振子3、锥形印制半波振子6、水平印制板2、垂直印制板1、三角形反射面4，垂直印制板1沿X方向垂直于水平印制板2，锥形半波印制振子6位于水平印制板2上，矩形半波印制振子3、三角形反射面4位于垂直印制板前面板1，所述三角形反射面3对称分布于矩形半波印制振子3竖直段，矩形印制半波振子竖直段一端、三角形反射面一边位于水平印制板上，矩形印制半波振子竖直段另一端于矩形印制半波振子水平段一体化连接，锥形半波印制振子6与矩形半波印制振子3焊接。

所述三角形反射面距离矩形印制半波振子的最大长度H为频带内最低频率的四分之一、所述三角形反射面距离矩形印制半波振子的最小长度h为频带内最高频率的四分之一。

所述锥形印制半波振子为对称的三角形印制半波振子，所述的三角形印制半波振子以Y方向对称分布。

所述锥形印制半波振子6长度S为频带内中心频率对应半波长度。

所述锥形半波印制振子与矩形半波印制振子通过耦合馈电微带线焊接。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

本发明的天线装置频带宽，频带达到了倍频程、并且成本低、制作简单，满足系统综合化设计对天线带宽的要求。本发明即适用于机载天线，也适用与地面天线，即可以单天线应用，也可以组成阵列天线应用，即可以应用于机械扫描天线，也可以应用于相控阵天线，应用前景十分广阔。

     本发明的天线装置频带宽、成本低、制作简单，满足系统综合化设计对天线带宽的要求。本发明即适用于机载天线，也适用与地面天线。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1本发明宽频带天线主视图；

图2本发明宽频带天线俯视图。

图中附图标记  1-垂直印制板   2-水平印制板  3-矩形印制半波振子

4-三角形反射面   5-耦合馈电微带线     6-锥形印制半波振子。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

本说明书（包括任何附加权利要求、摘要和附图）中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。

设计思路：本发明采用印制半波振子的形式，在微带线耦合馈电的矩形印制半波振子3（两臂长度相等的振子叫做对称振子。每臂长度为四分之一波长、全长为二分之一波长的振子，称半波对称振子）基础上，将反射面（作用使直射的电磁波和反射的电磁波在空间形成同相叠加，使半波振子天线的效率最高。）设计成三角形反射面4。并且在矩形印制半波振子所在垂直印制板1上相互垂直水平印制板2上放置锥形印制半波振子6，垂直印制板1支撑水平印制板2。将水平印制板2的锥形印制半波振子6与垂直印制板1上的矩形半波印制振子2通过焊接使之导通，三角形反射面4和锥形印制半波振子6都有展宽频带的作用，三角形反射面使不同频率对应不同的反射面尺寸，锥形印制半波振子6在不同频率对应不同的有效电长度（在传输线中传输线的长度与传输波长的比值），通过三角形反射面和锥形印制半波振子6相结合展宽天线装置的带宽（频率宽度），使带宽可以达到倍频程的宽度。

工作原理：本发明工作过程就是将原来的矩形印制半波振子变成的矩形印制半波振子和锥形印制半波振子的组合体，使频带可以展宽，反射面变成三角形频带也可以展宽频带，将两种展宽频带的方法结合应用，使天线装置的频带可以达到倍频程。

如图1所示，本发明包括锥形印制半波振子6、水平印制板2、垂直印制板1、三角形反射面4，垂直印制板1沿X方向垂直于水平印制板2，锥形半波印制振子6位于水平印制板2（通过蚀刻方式将锥形半波印制振子6蚀刻在水平印制板2）上，矩形半波印制振子3、三角形反射面4位于垂直印制板前面板1，耦合馈电微带线5位于垂直印制板后面板1，所述三角形反射面3对称分布于矩形半波印制振子3竖直段，矩形印制半波振子3竖直段一端与垂直印制板地连接，三角形反射面4与垂直印制板上地连接，矩形印制半波振子3竖直段另一端与矩形印制半波振子3水平段一体化连接，锥形半波印制振子6与矩形半波印制振子3焊接，锥形半波印制振子6与矩形半波印制振子3通过耦合馈电微带线5焊接。

三角形反射面距离矩形印制半波振子的最大长度H为频带内最低频率的四分之一、所述三角形反射面距离矩形印制半波振子的最小长度h为频带内最高频率的四分之一。

低频情况下，三角形反射面4（通过蚀刻覆铜而成）与垂直印制板地相接。高频情况下，通过三角形反射面4斜边与矩形半波振子6、锥形半波振子6进行能量传递。

如图2所示，水平印制板2中有锥形印制半波振子6，锥形印制半波振子6为对称的三角形印制半波振子，所述的三角形印制半波振子以Y方向对称分布。锥形印制半波振子6长度S为频带内中心频率对应半波长度。

传统半波振子带宽最大25%，本发明带宽可以达到100%。

其中频带内最高频率值Max是频带内最低频率Min的2倍，频带内中心频率值M=（Max+Min）/2。

本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。 

Claims (5)

1. 一种宽频带天线装置，包括矩形印制半波振子，其特征在于还包括锥形印制半波振子、水平印制板、垂直印制板、三角形反射面，垂直印制板沿X方向垂直于水平印制板，锥形印制半波振子位于水平印制板上，矩形印制半波振子（3）、三角形反射面（4）位于垂直印制板前面板（1），所述三角形反射面（3）对称分布于矩形印制半波振子（3）竖直段，矩形印制半波振子竖直段一端、三角形反射面一边位于水平印制板上，矩形印制半波振子竖直段另一端与矩形印制半波振子水平段一体化连接，锥形印制半波振子（6）与矩形印制半波振子（3）焊接。

2.根据权利要求1所述的一种宽频带天线装置，其特征在于所述三角形反射面距离矩形印制半波振子的最大长度H为频带内最低频率的四分之一、所述三角形反射面距离矩形印制半波振子的最小长度h为频带内最高频率的四分之一。

3.根据权利要求1所述的一种宽频带天线装置，其特征在于所述锥形印制半波振子为对称的三角形印制半波振子，所述的三角形印制半波振子以Y方向对称分布。

4.根据权利要求3所述的一种宽频带天线装置，其特征在于所述锥形印制半波振子（6）长度S为频带内中心频率对应半波长度。

5.根据权利要求1至4中之一所述的一种宽频带天线装置，其特征在于所述锥形印制半波振子与矩形印制半波振子通过耦合馈电微带线焊接。

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