CN103682598B - 一种非对称性扇片超宽带盘锥天线 - Google Patents
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Abstract
一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，它涉及一种超宽带盘锥天线，具体涉及一种非对称性扇片超宽带盘锥天线。本发明为了解决现有超宽带天线在甚高频频段结构尺寸较大，不适于系统应用的问题。本发明包括圆片地板、圆锥体和天线体，圆锥体的下表面与圆片地板上表面的中部连接，圆锥体的上端与所述天线体的下端连接，所述天线体由中间轴和多个扇片组成，每个扇片的外轮廓有一条曲线边和一条直边首尾依次相连构成，每个扇片的直边均与中间轴固定连接，且每个扇片的直边均与中间轴的轴线平行，每个扇片的曲线边由第一弧线段和第二弧线段首尾依次圆滑过渡连接组成。本发明属于无线电通信领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种超宽带盘锥天线，具体涉及一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，属于无线电通信领域。
背景技术
在超宽带通信、射频频谱探测及合成孔径雷达成像系统中，都广泛采用一种超宽带天线，此类天线近年来吸引了大批学者的兴趣，设计产生了很多不同类型的超宽带天线，但是此类天线往往很难同时兼顾超宽带(尤其频段涉及到甚高频的情形)、小型化及辐射特性等多方面要求。为了解决此类问题，很多学者相继提出了很多超宽带天线的设计思路，在此期间产生了很多经典的超宽带天线，其中盘锥天线由于具有超宽带、线极化的全向特性一直以来备受重视，但是该类天线在甚高频频段结构尺寸较大，不适于系统应用，所以很多学者致力于怎样将盘锥天线的结构尺寸减小，以使该类天线能够得到广泛应用。基于以上所述，公开日为2011年6月1日的《2011年全国微波毫米波会议论文集》中公开了半圆盘超宽带全向天线小型化及频带扩展方法的研究，但该文献中没有披露如何提高天线辐射性能，以及如何实现400MHz到18.2GHz频段范围内驻波比小于2.5dB。
发明内容
本发明为解决现有天线辐射性能较差，无法实现400MHz到18.2GHz频段范围内驻波比小于2.5dB的问题，进而提出一种非对称性扇片超宽带盘锥天线。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括圆片地板、圆锥体和天线体，圆锥体的下表面与圆片地板上表面的中部连接，圆锥体的上端与所述天线体的下端连接，所述天线体由中间轴和多个扇片组成，每个扇片的外轮廓有一条曲线边和一条直边首尾依次相连构成，每个扇片的直边均与中间轴固定连接，且每个扇片的直边均与中间轴的轴线平行，每个扇片的曲线边由第一弧线段和第二弧线段首尾依次圆滑过渡连接组成。
本发明的有益效果是：本发明结构简单新颖，尺寸较小，在甚高频到微波波段内阻抗匹配良好，与传统的盘锥天线相比，结构尺寸明显减小，甚高频频段天线辐射特性较好，且天线的全向性基本未受到影响和增益保持在5dBi左右。本发明可在超宽带通信系统、射频频谱探测、合成孔径雷达成像系统及卫星通信系统等多种系统中使用。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线包括圆片地板1、圆锥体2和天线体，圆锥体2的下表面与圆片地板1上表面的中部连接，圆锥体2的上端与所述天线体的下端连接，所述天线体由中间轴3和多个扇片4组成，每个扇片4的外轮廓有一条曲线边和一条直边4-3首尾依次相连构成，每个扇片4的直边4-3均与中间轴3固定连接，且每个扇片4的直边4-3均与中间轴3的轴线平行，每个扇片4的曲线边由第一弧线段4-1和第二弧线段4-2首尾依次圆滑过渡连接组成。
本实施方式中所述天线体高度为197mm，所述天线体的结构外形函数为其中a(z)表示横坐标为z轴时金属扇片外部轮廓曲线满足的函数表达式，z表示，p表示每个扇片4的曲线调节参量，p＝1.3，a0表示第二弧段半径，ai表示第一弧段半径，L表示每个扇片4的曲线长度。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线的圆片地板1的直径为145mm～155mm，圆锥体2底面的直径为32.5mm～42.5mm，圆锥体2的高度为12mm～18mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线的圆片地板1的直径为150mm，圆锥体2底面的直径为37.5mm，圆锥体2的高度为15mm。
本实施方式的技术效果是：如此设置，圆片地板1的直径选用150mm可以使天线辐射性能良好，圆锥体2的底面与圆片地板1的直接连接，能够起到很好的反射作用，圆锥体2底面直径选用37.5mm，圆锥体2的高度为15mm，经仿真与实际测试，效果最好。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线的圆锥体2的顶端与所述天线体输入端之间的距离s为1.5mm～2.5mm，第一弧线段4-1的半径为75mm～85mm，第二弧线段4-2的半径为30mm～40mm。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线的圆锥体2的顶端与所述天线体输入端之间的距离s为2.0mm，第一弧线段4-1的半径为80mm，第二弧线段4-2的半径为35mm。
本实施方式的技术效果是：如此设置，本发明可以实现400MHz到18.2GHz频段范围内驻波比小于2.5dB，且较传统甚高频天线尺寸明显缩小，达到了小型化的目的。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线的天线体上部的横截面为圆形，所述天线体下部的横截面为圆形，且所述天线体上部横截面的直径大于所述天线体下部横截面的直径。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
Claims (4)
1.一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，它包括圆片地板(1)、圆锥体(2)和天线体，圆锥体(2)的下表面与圆片地板(1)上表面的中部连接，圆锥体(2)的上端与所述天线体的下端连接，所述天线体由中间轴(3)和多个扇片(4)组成，每个扇片(4)的外轮廓有一条曲线边和一条直边(4-3)首尾依次相连构成，每个扇片(4)的直边(4-3)均与中间轴(3)固定连接，且每个扇片(4)的直边(4-3)均与中间轴(3)的轴线平行，每个扇片(4)的曲线边由第一弧线段(4-1)和第二弧线段(4-2)首尾依次圆滑过渡连接组成，其特征在于：圆片地板(1)的直径为150mm，圆锥体(2)底面的直径为37.5mm，圆锥体(2)的高度为15mm，圆锥体(2)的顶端与所述天线体输入端之间的距离s为2.0mm，第一弧线段(4-1)的半径为80mm，第二弧线段(4-2)的半径为35mm。
2.根据权利要求1所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，其特征在于：圆片地板(1)的直径为145mm～155mm，圆锥体(2)底面的直径为32.5mm～42.5mm，圆锥体(2)的高度为12mm～18mm。
3.根据权利要求1所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，其特征在于：圆锥体(2)的顶端与所述天线体输入端之间的距离s为1.5mm～2.5mm，第一弧线段(4-1)的半径为75mm～85mm，第二弧线段(4-2)的半径为30mm～40mm。
4.根据权利要求1所述一种非对称性扇片超宽带盘锥天线，其特征在于：所述天线体上部的横截面为圆形，所述天线体下部的横截面为圆形，且所述天线体上部横截面的直径大于所述天线体下部横截面的直径。
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