CN105789841A - 一种小型化宽带复合天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型化宽带复合天线，该复合天线由上下两个双锥天线、介质、天线罩以及法兰盘组成；所述上双锥天线和下双锥天线内部采用变形的锥台结构，同轴电缆线穿过锥台内部给两个天线馈电；上双锥天线和下双锥天线之间使用介质进行隔离并起到支撑作用；整个复合天线的外围设置天线罩，起固定和保护天线系统尽量少受外部环境影响的作用；在复合天线的底部加法兰盘起固定天线的作用。本发明采用双锥天线作为天线复合的基本形式，实现天线的宽带全向特性；两个双锥天线采用上下堆叠的耦合结构，在保证两天线间高隔离度的同时可调节天线的阻抗匹配；对天线单元锥台结构的末端进行翻折，实现了天线的小型化。

Description

一种小型化宽带复合天线

技术领域

本发明属于复合天线技术领域，尤其涉及一种小型化宽带复合天线。

背景技术

超短波通信是利用30-300MHz波段的无线电波传输信息的通信，主要依靠地波传播和空间波视距传播。由于频带较宽，被广泛的应用于电视、调频广播、雷达探测、移动通信和军事通信等领域。超短波天线作为超短波通信系统中重要的一部分，其传统的天线形式有：单极子鞭状天线、偶极子天线、盘锥天线、笼形天线、短截线接地网、盘笼形天线、锥形螺旋天线、对数周期天线、反射器天线等。

但是由于这些天线其本身固有结构特点的限制，使得天线小型化难度较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种小型化宽带复合天线，旨在解决天线因其本身固有结构特点的限制，使得天线小型化难度较大的问题。

本发明是这样实现的，一种小型化宽带复合天线，该复合天线由上下两个双锥天线、介质、天线罩以及法兰盘组成。所述上双锥天线和下双锥天线内部分别使用上天线馈电线和下天线馈电线，同轴电缆线穿过锥台内部分别给两个天线馈电；上双锥天线和下双锥天线采用上下堆叠的耦合结构，使用介质进行隔离并起到支撑作用，上天线和下天线外围设置天线罩，法兰盘固定上天线和下天线。

跟现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中的天线，采用双锥天线作为天线复合的基本形式，来实现天线的宽带全向特性。

(2)本发明中的天线，同轴电缆线穿过锥台内部分别给两个天线馈电，避免了馈线对天线辐射性能的影响。

(3)本发明中的天线，两个双锥天线采用上下堆叠的耦合结构，可以实现两个天线的隔离并可以对天线的阻抗进行调节。

(4)本发明中的天线，通过对上下两个双锥天线的末端加载电容帽，实现了天线的小型化。

附图说明

图1是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线结构示意图；

图中：1、电容帽；2、锥台；3、空心圆柱；4、上双锥天线馈电线；5、下双锥天线馈电线；6、天线罩；7、法兰盘；8、介质；9、复合天线低频馈电端口；10、复合天线高频馈电端口。

图2是本发明实施例提供的上双锥天线结构示意图。

图3是本发明实施例提供的下双锥天线结构示意图。

图4是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线的电压驻波比曲线示意图。

图5是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线的上下双锥天线隔离度曲线示意图。

图6是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线的测试E面方向图示意图。

图7是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线的测试H面方向图示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

下面结合附图对本发明的结构作详细的描述。

如图1所示，本发明实施例的小型化宽带复合天线主要包括：电容帽1、锥台2、空心圆柱3、上双锥天线馈电线4、下双锥天线馈电线5、天线罩6、法兰盘7、介质8、复合天线低频馈电端口9、复合天线高频馈电端口10。

该天线是由该天线由两个双锥天线(上双锥天线和下双锥天线)、介质8、天线罩6以及法兰盘7组成。其中，两个双锥天线采用变形的锥台形式结构；天线内部使用同轴线馈电结构(4、5)，使得两天线之间隔离度较高；每个双锥天线的馈电位置以及两个天线单元之间使用介质8进行支撑，增强了天线结构的稳定性，同时保护天线内部穿过的同轴线馈电结构；天线外围加天线罩6，固定天线系统且保护天线系统尽量少受外部环境的影响；加法兰盘7起固定天线的作用；天线末端加有低频馈电端口9及高频馈电端口10。

图2是本发明实例所提供天线的上天线的剖面图，天线由电容帽1、锥台2、空心圆柱3及上双锥天线馈电线4组成。天线采用直接连接馈电的方式，且末端翻折形成电容帽1，实现了天线的小型化。

图3是本发明实例所提供天线的下天线的剖面图，天线由电容帽1、锥台2、空心圆柱3及下双锥天线馈电线5组成。天线采用同轴线内芯引出的馈电形式，且末端翻折形成电容帽1，实现了天线的小型化。天线末端加法兰盘7，起固定天线的作用，且末端加有复合天线低频馈电端口9及复合天线高频馈电端口10。

通过以下的试验对本发明的应用效果做进一步的说明：

1、仿真内容：

请参考图4至图5，利用仿真软件和测试系统对上述实施例天线的电压驻波比、隔离度及方向图进行了测试。

2、仿真结果：

图4是对实施例天线测试得到的电压驻波比随工作频率变化的曲线，从图4可以看出，本发明天线工作在甚高频和特高频段。复合天线的上双锥天线在所示频带内电压驻波比小于2.5的范围为108～200MHz，相对阻抗带宽达到59％，表现出良好的宽带特性。以中心频率154MHz为归算频率，上双锥天线的电尺寸为高0.37λ，相对常规半波对称振子，该天线尺寸减小26％。复合天线的下双锥天线在所示频带内电压驻波比小于2.5的范围为200～560MHz，相对阻抗带宽达到94％，表现出良好的宽带特性。以中心频率380MHz为归算频率，上双锥天线的电尺寸为高0.31λ，相对常规半波对称振子，该天线尺寸减小38％。计算结果表明本发明天线具有良好的宽带特性以及小型化外形，可以满足小型卫星通信终端的发展需求。

图5是对实施例天线测试得到的上下两个双锥天线的隔离度随工作频率变化的曲线，从图5可以看出，复合天线的隔离度在低频段大于12dB，在高频段大于15dB，说明上下两个双锥天线具有较好的隔离度，满足基本的通信要求。

图6～7是本发明实施例提供的小型化宽带复合天线的测试方向图示意图。从图中可以看出，复合天线的E面方向图均为“∞”字形，在高频段略有上翘现象，H面方向图为一个圆形，天线不圆度在0.5dB以内，表明该复合天线具有较好的水平全向辐射特性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种小型化宽带复合天线，其特征在于，该复合天线由上下两个双锥天线、介质、天线罩以及法兰盘组成。

2.如权利要求1所述的小型化宽带复合天线，其特征在于，所述上下双锥天线包括：锥台、空心圆柱、电容帽；双锥天线内部采用变形的锥台结构，锥台结构上面连接空心圆柱，空心圆柱的末端边缘加载电容帽。

3.如权利要求1所述的小型化宽带复合天线，其特征在于，所述上下双锥天线使用同轴电缆线穿过锥台内部分别给两个天线馈电。

4.如权利要求1所述的小型化宽带复合天线，其特征在于，所述上双锥天线和下双锥天线采用上下堆叠的耦合结构，使用介质进行隔离并起到支撑作用。

5.如权利要求1所述的小型化宽带复合天线，其特征在于，整个复合天线的外围设置天线罩，起固定和保护天线系统尽量少受外部环境影响的作用；在复合天线的底部加法兰盘起固定天线的作用。