CN102610905B - 一种对称超宽带全向天线 - Google Patents

Abstract

一种对称超宽带全向天线，它涉及一种超宽带全向天线。本发明解决了现有超宽带全向天线宽带指标不够，E面主辐射方向不稳定的问题。本发明第一四分之一圆片与第一圆弧上下连接为一体且位于同一平面内，第一四分之一圆片的圆弧的尾端与在同侧的第一圆弧的首端连接，多个第一金属盘以竖直边为中心均布设置，第二四分之一圆片和第二圆弧上下连接为一体且位于同一平面内，第二四分之一圆片的圆弧的尾端与在同侧的第二圆弧的首端连接，多个第二金属盘以竖直边为中心均布设置，第一辐射单元的多个第一金属盘穿过空心管固装在同轴线屏蔽层上，与第一辐射单元对称设置的第二辐射单元的多个第二金属盘固装在芯线上。本发明适用于电子对抗、扩频通信等领域。

Description

一种对称超宽带全向天线

技术领域

本发明涉及一种超宽带全向天线，具体涉及一种对称超宽带全向天线。

背景技术

超宽带全向天线现在主流的应用形式为单极子天线等，采用单机辐射单元和地板结构，此类天线具有较宽的工作频带，但是H面方向图的全向性很差，申请日为2010年12月24日，申请号为201010604292.1，发明创造名称为“全向辐射超宽带天线”的专利中，解决了H面方向图的全向性很差的问题。

现有的超宽带全向天线如曲折臂天线、线锥天线和蝶形线天线等虽具有宽带特性，但宽带指标不够，E面主辐射方向不稳定。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有超宽带全向天线的宽带指标不够，E面主辐射方向不稳定的问题，进而提供一种对称超宽带全向天线。

本发明的技术方案是：一种对称超宽带全向天线包括第一辐射单元、第二辐射单元和馈电同轴线，第一辐射单元包括多个第一金属盘，每个第一金属盘均包括第一四分之一圆片和第一圆弧，第一圆弧的半径小于第一四分之一圆片的半径，第一四分之一圆片与第一圆弧上下连接为一体且位于同一平面内，第一四分之一圆片在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第一圆弧的首端连接，第一四分之一圆片竖直方向的直径与第一圆弧竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第一金属盘以竖直边为中心均布设置，第二辐射单元包括多个第二金属盘，每个第二金属盘均包括第二四分之一圆片和第二圆弧，第二圆弧的半径小于第二四分之一圆片的半径，第二四分之一圆片和第二圆弧上下连接为一体且位于同一平面内，第二四分之一圆片在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第二圆弧的首端连接，第二四分之一圆片竖直方向的直径与第二圆弧竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第二金属盘以竖直边为中心均布设置，馈电同轴线包括空心管、同轴线屏蔽层和芯线，同轴线屏蔽层和空心管由内至外依次套装在芯线的上部，第一辐射单元的多个第一金属盘穿过空心管固装在同轴线屏蔽层上，与第一辐射单元对称设置的第二辐射单元的多个第二金属盘固装在芯线上。

本发明与现有技术相比具有以下效果：1.本发明的第一辐射单元与第二辐射单元对称设置，有效的提高了天线的工作宽度，工作宽度由原来的30.1GHz，提高到现在的38.45GHz，并且在工作频带内，改善了辐射方向图不稳定的问题，天线的两级辐射单元结构对称，因此产生辐射的主要表面电流呈轴对称形式，辐射场在水平方向因相位相同而获得增强并保持不变，因此天线的最大辐射方向在工作频带内保持水平不变。2.本发明的天线结构紧凑，尺寸仅为200.5mm×200mm，机械性能好，第一辐射单元的多个金属盘焊接在空心管上，第二辐射单元的多个金属盘交叉在芯线处并焊接牢固，这种交叉结构受力均匀，具有良好的抗震动性能。3.本发明的H面方向图的全向性好，H面方向图不圆度4dB。4.本发明E面主辐射方向稳定，最大辐射方向在工作频带内保持在水平方向。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；图2是馈电部分的结构示意图；图3是图1的主视图；图4是第一金属盘的主视图；图5是第二金属盘的主视图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图5说明本实施方式，本实施方式的一种对称超宽带全向天线包括第一辐射单元1、第二辐射单元2和馈电同轴线3，第一辐射单元1包括多个第一金属盘4，每个第一金属盘4均包括第一四分之一圆片4-1和第一圆弧4-2，第一圆弧4-2的半径小于第一四分之一圆片4-1的半径，第一四分之一圆片4-1与第一圆弧4-2上下连接为一体且位于同一平面内，第一四分之一圆片4-1在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第一圆弧4-2的首端连接，第一四分之一圆片4-1竖直方向的直径与第一圆弧4-2竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第一金属盘4以竖直边为中心均布设置，第二辐射单元2包括多个第二金属盘5，每个第二金属盘5均包括第二四分之一圆片5-1和第二圆弧5-2，第二圆弧5-2的半径小于第二四分之一圆片5-1的半径，第二四分之一圆片5-1和第二圆弧5-2上下连接为一体且位于同一平面内，第二四分之一圆片5-1在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第二圆弧5-2的首端连接，第二四分之一圆片5-1竖直方向的直径与第二圆弧5-2竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第二金属盘5以竖直边为中心均布设置，馈电同轴线3包括空心管3-1、同轴线屏蔽层3-2和芯线3-3，同轴线屏蔽层3-2和空心管3-1由内至外依次套装在芯线3-3的上部，第一辐射单元1的多个第一金属盘4穿过空心管3-1固装在同轴线屏蔽层3-2上，与第一辐射单元1对称设置的第二辐射单元2的多个第二金属盘5固装在芯线3-3上。

本实施方式中第一四分之一圆片4-1和第二四分之一圆片5-1的半径为100mm，第一圆弧4-2和第二圆弧5-2的圆弧半径均为40mm。圆心之间的距离均为63mm。

具体实施方式二：结合图1和图3说明本实施方式，本实施方式的第一金属盘4的数量和第二金属盘5的数量均为6个或8个。如此设置，金属盘数量的增加能够提高天线H面方向图的不圆度，但过多的金属盘会造成天线加工复杂，重量过大的问题，因此综合考虑最优的数目为6个或8个。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的第一辐射单元1底部和第二辐射单元2顶部之间的馈电距离为0.6mm-1mm。如此设置，能够确保天线在全工作频带内保持良好的阻抗匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的第一辐射单元1底部和第二辐射单元2顶部之间的馈电距离为0.8mm。如此设置，能够确保天线在较高的工作频率时任然能够保持良好的阻抗匹配。其它组成和连接关系与具体实施方式三相同。

工作原理：

本发明的对称超宽带全向天线可在扩频通信系统中作为发射或接收电磁波的元件，以及在电磁环境侦测领域内用于环境中各频率电磁波的探测。当用作发射天线时，信号发生和放大设备与天线通过馈电同轴线相连接，向周围360度全向辐射电磁波；当用作接收和探测天线时，信号接收设备和矢量网络分析仪等一起与天线通过馈电同轴线相连接，接收外界辐射的电磁波，从而进行信号的解调和分析。

Claims (4)

1.一种对称超宽带全向天线，它包括第一辐射单元（1）、第二辐射单元（2）和馈电同轴线（3），其特征在于：第一辐射单元（1）包括多个第一金属盘（4），每个第一金属盘（4）均包括第一四分之一圆片（4-1）和第一圆弧（4-2），第一圆弧（4-2）的半径小于第一四分之一圆片（4-1）的半径，第一四分之一圆片（4-1）与第一圆弧（4-2）上下连接为一体且位于同一平面内，第一四分之一圆片（4-1）在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第一圆弧（4-2）的首端连接，第一四分之一圆片（4-1）竖直方向的直径与第一圆弧（4-2）竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第一金属盘（4）以竖直边为中心均布设置，第二辐射单元（2）包括多个第二金属盘（5），每个第二金属盘（5）均包括第二四分之一圆片（5-1）和第二圆弧（5-2），第二圆弧（5-2）的半径小于第二四分之一圆片（5-1）的半径，第二四分之一圆片（5-1）和第二圆弧（5-2）上下连接为一体且位于同一平面内，第二四分之一圆片（5-1）在距离其圆弧尾端一段距离的位置与在同侧的第二圆弧（5-2）的首端连接，第二四分之一圆片（5-1）竖直方向的直径与第二圆弧（5-2）竖直方向的直径同在一个轴线上，多个第二金属盘（5）以竖直边为中心均布设置，馈电同轴线（3）包括空心管（3-1）、同轴线屏蔽层（3-2）和芯线（3-3），同轴线屏蔽层（3-2）和空心管（3-1）由内至外依次套装在芯线（3-3）的上部，第一辐射单元（1）的多个第一金属盘（4）穿过空心管（3-1）固装在同轴线屏蔽层（3-2）上，与第一辐射单元（1）对称设置的第二辐射单元（2）的多个第二金属盘（5）固装在芯线（3-3）上。

2.根据权利要求1所述一种对称超宽带全向天线，其特征在于：第一金属盘（4）的数量和第二金属盘（5）的数量均为6个或8个。

3.根据权利要求1所述一种对称超宽带全向天线，其特征在于：第一辐射单元（1）底部和第二辐射单元（2）顶部之间的馈电距离为0.6mm-1mm。

4.根据权利要求3所述一种对称超宽带全向天线，其特征在于：第一辐射单元（1）底部和第二辐射单元（2）顶部之间的馈电距离为0.8mm。