CN103633427B - 基于平面电阻技术的宽带天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于平面电阻技术的宽带天线，该天线包括：第一辐射臂、第二辐射臂、介质板和两个馈电点，其中，所述第一辐射臂和第二辐射臂均为金属辐射臂，粘接在所述介质板的上表面；每个辐射臂均包括粘接于所述介质板上表面的平面电阻层和多个并排放置且分别与所述平面电阻层电性连接的分段金属片，相邻两个金属片之间的平面电阻层形成加载电阻，将两个金属片连接在一起；所述两个馈电点分别位于两个辐射臂相对一侧金属片的中间位置，作为所述天线的输入端口。本发明适用于所有电阻加载天线的应用，具有更高的集成度和可靠性。

Description

基于平面电阻技术的宽带天线
技术领域
本发明属于宽频带天线设计技术领域，尤其是一种基于平面电阻技术的宽带天线。
背景技术
天线是辐射和接收电磁波的部件，是无线电系统中至关重要的一个组成部分，它直接影响着无线电系统的性能。随着电子与信息技术的发展，无线电系统的工作带宽越来越宽，因此要求天线也具有相适应的工作宽带。在天线的适当位置插入电阻元件，以改变天线上的电流分布，改善天线的输入阻抗特性和辐射特性，增加天线的工作带宽，这样的天线称为电阻加载天线。常用的电阻加载天线有分段电阻加载天线、阿特舒勒(Altshuler)天线、电阻加载的蝶形天线等。
通常电阻加载天线使用工业化生产的色环电阻或者贴片电阻，采用铅锡焊料焊接在天线的分段之间。当加载电阻较多时，会使天线的加工复杂，并且电阻越多，使用过程中就越容易损坏。为了克服电阻加载天线的这一缺点，本发明提供一种基于平面电阻技术的宽带天线，该天线采用平面电阻材料，将电阻和天线辐射面集成加工在一块介质板上，具有很高的集成度和可靠度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种基于平面电阻技术的宽带天线，该天线具有宽频带、结构简单、可靠性高等特点，适用于各种无线电系统。
本发明提供的一种基于平面电阻技术的宽带天线包括：第一辐射臂2、第二辐射臂3、介质板5和两个馈电点1，其中：
所述第一辐射臂2和第二辐射臂3均为金属辐射臂，粘接在所述介质板5的上表面；
每个辐射臂均包括粘接于所述介质板5上表面的平面电阻层和多个并排放置且分别与所述平面电阻层电性连接的分段金属片，相邻两个金属片之间的平面电阻层形成加载电阻，将两个金属片连接在一起；
所述两个馈电点1分别位于两个辐射臂相对一侧金属片的中间位置，作为所述天线的输入端口；
所述天线工作时，所述输入端口外接信号源，外加的激励信号通过输入端口传输到所述第一辐射臂2和第二辐射臂3上，并通过所述第一辐射臂2和第二辐射臂3向周围空间辐射出去。
本发明适用于所有电阻加载天线的应用，具有更高的集成度和可靠性。
附图说明
图1是根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的俯视图和侧视图；
图2是根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的天线输入阻抗曲线图；
图3是根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的天线增益曲线图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。
图1是根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的俯视图和侧视图，如图1所示，该基于平面电阻技术的宽带天线包括：第一辐射臂2、第二辐射臂3、介质板5和两个馈电点1，其中：
所述第一辐射臂2和第二辐射臂3粘接在所述介质板5的上表面；
在本发明一实施例中，所述第一辐射臂2和第二辐射臂3均为金属辐射臂；
进一步地，每个辐射臂均包括粘接于所述介质板5上表面的平面电阻层和多个并排放置且分别与所述平面电阻层电性连接(比如电镀)的分段金属片，相邻两个金属片之间的平面电阻层形成加载电阻，将两个金属片连接在一起；
在本发明一实施例中，所述第一辐射臂2和第二辐射臂3完全相同，组成一个对称振子天线；
在本发明另一实施例中，所述第一辐射臂2包括平面电阻层41和9个分段金属片21～29；所述第二辐射臂3包括平面电阻层42和9个分段金属片31～39；
所述两个馈电点1分别位于两个辐射臂相对一侧金属片的中间位置，作为本发明天线的输入端口。
在图1所示的本发明一实施例中，所述介质板5的长度为2000mm，宽度为10mm，厚度为1mm，材料为环氧玻璃布层压板。
所述第一辐射臂2的平面电阻层41和所述第二辐射臂3的平面电阻层42的宽度均为10mm，长度均为995mm；所述平面电阻层的电阻率ρ为75欧姆/方格，所述平面电阻层形成的矩形平面电阻的电阻值大小为欧姆，其中，L为矩形平面电阻的长度，W为矩形平面电阻的宽度；所述平面电阻层与所述辐射臂上的分段金属片电镀在一起，并与所述介质板5粘接在一起；所述平面电阻层41和42在馈电点1处的间隙为10mm。
所述分段金属片为宽度为10mm的铜箔，且所述第一辐射臂2的每块铜箔与所述第二辐射臂3的相应铜箔分别以所述馈电点1为中心对称放置，相对应的两块铜箔尺寸相同。其中，所述第一辐射臂2上的铜箔21与所述第二辐射臂3上的铜箔31长度为54.83mm，铜箔22与铜箔32长度为119.26，铜箔23与铜箔33长度为118.29mm，铜箔24与铜箔34长度为116.92mm，铜箔25与铜箔35长度为114.84mm，铜箔26与铜箔36长度为111.29mm，铜箔27与铜箔37长度为103.67mm，铜箔28与铜箔38长度为71.67mm，铜箔29与铜箔39长度为22.50mm。
所述辐射臂上相邻两段金属片之间的平面电阻层形成加载电阻，图1中，每个辐射臂上形成有8个加载电阻，所述加载电阻的宽度为10mm，其中所述第一辐射臂2上铜箔21和铜箔22之间的平面电阻层长度为5.33mm，电阻值为40欧姆；铜箔22和铜箔23之间的平面电阻层长度为6.15mm，电阻值为46.15欧姆；铜箔23和铜箔24之间的平面电阻层长度为7.27mm，电阻值为54.55欧姆；铜箔24和铜箔25之间的平面电阻层长度为8.89mm，电阻值为66.67欧姆；铜箔25和铜箔26之间的平面电阻层长度为11.43mm，电阻值为85.71欧姆；铜箔26和铜箔27之间的平面电阻层长度为16mm，电阻值为120欧姆；铜箔27和铜箔28之间的平面电阻层长度为26.67mm，电阻值为200欧姆；铜箔28和铜箔29之间的平面电阻层长度为80mm，电阻值为600欧姆。所述第二辐射臂3上的加载电阻的尺寸和大小与所述第一辐射臂2上的相应加载电阻的尺寸和大小一样，在此不再累述。
图1中，所述两个馈电点1之间的间隙为10mm。
本发明工作时，所述输入端口1外接信号源，外加的激励信号通过输入端口1传输到辐射臂2和3上，并通过辐射臂2和3向周围空间辐射出去。
如图2所示，为根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的天线输入阻抗曲线图，图中，横坐标代表频率变量，单位为MHz；纵坐标代表幅度变量。在该实施例中，天线的工作频带是50-200MHz，从图2中可以看出，本发明天线的天线输入阻抗在频带内比较平坦，其中输入电阻约为400欧姆左右，输入电抗约为300欧姆左右。
如图3所示，为根据本发明一实施例的基于平面电阻技术的宽带天线的天线增益曲线图，图中，横坐标代表频率变量，单位为MHz；纵坐标代表增益，单位为dB。在该实施例中，天线的工作频带是50-200MHz，从图3中可以看出，本发明天线的天线增益在通带内大于-10dB。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于平面电阻技术的宽带天线，其特征在于，该天线包括：第一辐射臂、第二辐射臂、介质板和两个馈电点，其中：
所述第一辐射臂和第二辐射臂均粘接在所述介质板的上表面；
每个辐射臂均包括粘接于所述介质板上表面的平面电阻层和设置在平面电阻层上的多个分段金属片，多个分段金属片并排放置且分别与所述平面电阻层电性连接；所述平面电阻层的形状与辐射臂的形状相同，相邻两个金属片之间的平面电阻层形成加载电阻，将两个金属片连接在一起；
所述两个馈电点分别位于两个辐射臂相对一侧金属片的中间位置，作为所述天线的输入端口；
所述天线工作时，所述输入端口外接信号源，外加的激励信号通过输入端口传输到所述第一辐射臂和第二辐射臂上，并通过所述第一辐射臂和第二辐射臂向周围空间辐射出去。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射臂和第二辐射臂完全相同，组成一个对称振子天线。
3.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质板的长度为2000mm，宽度为10mm，厚度为1mm。
4.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述介质板的材料为环氧玻璃布层压板。
5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述第一辐射臂的平面电阻层和所述第二辐射臂的平面电阻层的宽度均为10mm，长度均为995mm。
6.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述平面电阻层的电阻率ρ为75欧姆/方格。
7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述两个馈电点之间的间隙为10mm，所述平面电阻层在馈电点处的间隙亦为10mm。
8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述分段金属片为宽度为10mm的铜箔，且所述第一辐射臂的每块铜箔与所述第二辐射臂的相应铜箔分别以所述馈电点为中心对称放置，相对应的两块铜箔尺寸相同。
9.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂均分别包括9个分段金属片，从馈电点到末端，各个分段金属片的长度依次为54.83mm、119.26mm、118.29mm、116.92mm、114.84mm、111.29mm、103.67mm、71.67mm以及22.50mm。
10.根据权利要求8所述的天线，其特征在于，所述第一辐射臂和所述第二辐射臂上平面电阻层形成的加载电阻各有8个，所述加载电阻的宽度为10mm，从馈电点到末端，各个加载电阻的长度依次为5.33mm、6.15mm、7.27mm、8.89mm、11.43mm、16mm、26.67mm以及80mm，各个加载电阻的阻值依次为40欧姆、46.15欧姆、54.55欧姆、66.67欧姆、85.71欧姆、120欧姆、200欧姆以及600欧姆。
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