CN108649333A - 天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种设有寄生臂的天线，包括有反射板，反射板上设有多个矩阵排列的微带振子，所述微带振子包括有介质板、第一微带辐射单元以及第二微带辐射单元；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元形状相同且左右对称设置在介质板正面；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元均包括有：两个上下对称、且形状相同的开合辐射带；每个开合辐射带包括有一个梯形的散射带，散射带的短底边向上延伸出有矩形的第一辐射带，散射带的左右两个斜边分别沿垂直对应斜边方向延伸出有矩形的第二辐射带和第三辐射带；该天线在2GHz至20GHz频率范围内都有良好的驻波比，实现了天线的超宽带性能。

Description

天线

技术领域

本发明涉及一种设有寄生臂的天线。

背景技术

天线是一种把高频电流转化成无线电波发射到空间，同时可以收集空间无线电波并产生高频电流的装置。天线可看作由电容和电感组成的调谐电路；该调谐电路在某些频率点，其容性和感性将相互抵消，电路表现出纯阻性，该现象称之为谐振，而谐振现象对应的工作频点即为谐振频率点，处于天线谐振频率点的能量，其辐射特性最强。并将具有谐振特性的天线结构称作天线振子，并将高频电流直接激励的天线结构称作有源振子，反之称作无源振子；现有振子中，在根据实际使用的需要对天线进行设计时，为了使得天线的谐振频率点满足设定要求，需要对天线的输入阻抗进行调整，通过调整后的振子以及普通振子依然不能满足目前通信标准的要求，目前通信标准越来越高，对振子的要求也越来越高，目前的振子的增益、方向性、前后比均需要获得突破。

发明内容

本发明的目的在于克服以上所述的缺点，提供一种设有寄生臂的天线。

为实现上述目的，本发明的具体方案如下：一种设有寄生臂的天线，包括有反射板，反射板上设有多个矩阵排列的微带振子，所述微带振子包括有介质板、第一微带辐射单元以及第二微带辐射单元；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元形状相同且左右对称设置在介质板正面；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元均包括有：两个上下对称、且形状相同的开合辐射带；每个开合辐射带包括有一个梯形的散射带，散射带的短底边向上延伸出有矩形的第一辐射带，散射带的左右两个斜边分别沿垂直对应斜边方向延伸出有矩形的第二辐射带和第三辐射带；还包括有圆弧形的第一耦合带，第一耦合带，其中间穿过第一辐射带，两端分别与第二辐射带和第三辐射带连接；还包括有圆弧形、比第一耦合带半径小的第二耦合带，第二耦合带，其中间穿过第一辐射带，两端分别与第二辐射带和第三辐射带连接；所述第一辐射带、第二辐射带和第三辐射带，三者自由端均延伸出有三角形收合臂，三角形收合臂内设有三角形空缺；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中的上下两个开合辐射带各自的第二辐射带之间设有菱形辅助臂，菱形辅助臂的两个边分别与两个第二辐射带之间通过第一连接臂连接；所述菱形辅助臂内设有与第一辐射带方向相同的槽口；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中，均包含一个平行四边形的馈电带，馈电带与其长边平行的第三辐射带通过第二连接臂相连；还包括有设于介质板背面的两个圆形介电盘，每个介电盘的直径与第一耦合带的的外径相同，每个介电盘上设有多个等距排列设置的去耦栅格孔；散射带上设有多个圆空，圆空们以矩阵式排列。

其中，所述槽口还向外延伸出有三个指空，中间的指孔长度大于两边的指控，两边的指控的长度相同。

其中，每个介电盘上的去耦栅格孔的数量为8个。

其中，散射带上的圆空数量为8个，且上下两行，每行四个。

其中，所述介质板正面两个长边上还分别设有两个半圆形寄生振子臂。

其中，所述第一辐射带、第二辐射带和第三辐射带大小相同。

本发明的有益效果为：该天线在2GHz 至20GHz 频率范围内都有良好的驻波比，实现了天线的超宽带性能。

附图说明

图1是本发明的俯视图；

图2是第一微带辐射单元的结构图；

图3是本发明的微带振子的俯视图；

图4是本发明的微带振子的仰视图；

图5是本发明的微带振子的频带内的驻波比测试图；

图6是微带振子的频带内增益测试图；

图1至图6中的附图标记说明：

a1-反射板；

1-介质板；12-介电盘；13-去耦栅格孔；14-寄生振子臂；

2-散射带；21-第一连接臂；22-第二连接臂；23-圆空；24-馈电带；31-第一辐射带；32-第二辐射带；33-第三辐射带；41-第一耦合带；42-第二耦合带；51-三角形收合臂；52-三角形空缺；6-菱形辅助臂；61-槽口；62-指空。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细的说明，并不是把本发明的实施范围局限于此。

如图1至图6所示，本实施例所述的一种设有寄生臂的天线，包括有反射板a1，反射板上设有多个矩阵排列的微带振子，所述微带振子包括有介质板1、第一微带辐射单元以及第二微带辐射单元；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元形状相同且左右对称设置在介质板1正面；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元均包括有：两个上下对称、且形状相同的开合辐射带；每个开合辐射带包括有一个梯形的散射带2，散射带2的短底边向上延伸出有矩形的第一辐射带31，散射带2的左右两个斜边分别沿垂直对应斜边方向延伸出有矩形的第二辐射带32和第三辐射带33；还包括有圆弧形的第一耦合带41，第一耦合带41，其中间穿过第一辐射带31，两端分别与第二辐射带32和第三辐射带33连接；还包括有圆弧形、比第一耦合带41半径小的第二耦合带42，第二耦合带42，其中间穿过第一辐射带31，两端分别与第二辐射带32和第三辐射带33连接；所述第一辐射带31、第二辐射带32和第三辐射带33，三者自由端均延伸出有三角形收合臂51，三角形收合臂51内设有三角形空缺52；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中的上下两个开合辐射带各自的第二辐射带32之间设有菱形辅助臂6，菱形辅助臂6的两个边分别与两个第二辐射带32之间通过第一连接臂21连接；所述菱形辅助臂6内设有与第一辐射带31方向相同的槽口61；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中，均包含一个平行四边形的馈电带24，馈电带24与其长边平行的第三辐射带33通过第二连接臂22相连；还包括有设于介质板1背面的两个圆形介电盘12，每个介电盘12的直径与第一耦合带41的的外径相同，每个介电盘12上设有多个等距排列设置的去耦栅格孔13；散射带2上设有多个圆空23，圆空23们以矩阵式排列。满足远距离通信的辐射要求，

设计的通信天线经过不下1000次的调整和修改设计出该天线，具体的测试结果如下：本振子的仿真与实体测试基本保持一致，具体，得到天线的驻波图如图5所示。由图5能够看出，经测定，该天线在2GHz 至20GHz 频率范围内都有良好的驻波比，实现了天线的超宽带性能，可以看到，其驻波比平均为1.35左右，驻波性能非常优异。使天线具有良好超宽度性能，满足对天线的要求；同时，该天线还具有良好的辐射性能。不仅如此，如图6所示，其在频带内增益平均增益8.5dBi,并且在通带边沿有很高的滚降度，在很宽的阻带内带外抑制超过20dBi，2～20GHz范围内有较好的滤波效果，因此可以得到其具备较强的抗电磁场能力；本发明实施例的带内效率高达95％。上述天线为非尺寸要求天线，只要在弯折方向上、设置的孔、洞的方式上达到上述要求，均可达到上述实验结果。如需获得上述稳定性能，本天线的尺寸具体可以优化为：以图2为参考，介质板1大小不计，介质板1厚度保持在3.5mm以上；散射带2为等腰梯形，散射带2的长底边和短底边分别为：34mm和24mm，两个斜边为：10mm；第一辐射带31至第三辐射带33大小相同，他们的带宽均为10mm，长度均为：25mm；第一耦合带41和第二耦合带42线宽均为：3mm；第一耦合带41和第二耦合带42的内径的半径分别为：40mm以及30mm；三角形收合臂51为正三角形，边长为：10mm；三角形空缺52也为正三角形，且与三角形收合臂51中心重合，三边平行设置，三角形空缺52的边长为：7mm；菱形辅助臂6的边长为13.6mm；第一连接臂21连接和第二连接臂22连接长度和线宽不做要求。槽口61的线宽为：3mm，两端圆弧中心距离为8mm，圆弧半径为1mm。馈电带24的长边为 短边为：25mm，8mm； 去耦栅格孔13的宽和高分别为：1mm, 30mm 相邻去耦栅格孔13距离为:5mm。圆空23的半径为1mm。半圆形寄生振子臂14的半径为8mm。

本实施例中，所述槽口61还向外延伸出有三个指空62，中间的指孔长度大于两边的指控，两边的指控的长度相同。提高增益，有效降低驻波比。

本实施例中，每个介电盘12上的去耦栅格孔13的数量为8个。能够有效的提高隔离度。本实施例中，散射带2上的圆空23数量为8个，且上下两行，每行四个。

本实施例中，所述介质板1正面两个长边上还分别设有两个半圆形寄生振子臂14。能提高增益5%左右。本实施例中，所述第一辐射带31、第二辐射带32和第三辐射带33大小相同。

以上所述仅是本发明的一个较佳实施例，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，包含在本发明专利申请的保护范围内。

Claims (4)

1.一种设有寄生臂的天线，其特征在于：包括有反射板（a1），，反射板上设有多个矩阵排列的微带振子，所述微带振子包括有介质板（1）、第一微带辐射单元以及第二微带辐射单元；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元形状相同且左右对称设置在介质板（1）正面；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元均包括有：两个上下对称、且形状相同的开合辐射带；每个开合辐射带包括有一个梯形的散射带（2），散射带（2）的短底边向上延伸出有矩形的第一辐射带（31），散射带（2）的左右两个斜边分别沿垂直对应斜边方向延伸出有矩形的第二辐射带（32）和第三辐射带（33）；还包括有圆弧形的第一耦合带（41），第一耦合带（41），其中间穿过第一辐射带（31），两端分别与第二辐射带（32）和第三辐射带（33）连接；还包括有圆弧形、比第一耦合带（41）半径小的第二耦合带（42），第二耦合带（42），其中间穿过第一辐射带（31），两端分别与第二辐射带（32）和第三辐射带（33）连接；所述第一辐射带（31）、第二辐射带（32）和第三辐射带（33），三者自由端均延伸出有三角形收合臂（51），三角形收合臂（51）内设有三角形空缺（52）；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中的上下两个开合辐射带各自的第二辐射带（32）之间设有菱形辅助臂（6），菱形辅助臂（6）的两个边分别与两个第二辐射带（32）之间通过第一连接臂（21）连接；所述菱形辅助臂（6）内设有与第一辐射带（31）方向相同的槽口（61）；第一微带辐射单元和第二微带辐射单元中，均包含一个平行四边形的馈电带（24），馈电带（24）与其长边平行的第三辐射带（33）通过第二连接臂（22）相连；还包括有设于介质板（1）背面的两个圆形介电盘（12），每个介电盘（12）的直径与第一耦合带（41）的的外径相同，每个介电盘（12）上设有多个等距排列设置的去耦栅格孔（13）；散射带（2）上设有多个圆空（23），圆空（23）们以矩阵式排列；所述介质板（1）正面两个长边上还分别设有两个半圆形寄生振子臂（14）；所述第一辐射带（31）、第二辐射带（32）和第三辐射带（33）大小相同。

2.根据权利要求1所述的一种设有寄生臂的天线，其特征在于：所述槽口（61）还向外延伸出有三个指空（62），中间的指孔长度大于两边的指控，两边的指控的长度相同。

3.根据权利要求1所述的一种设有寄生臂的天线，其特征在于：每个介电盘（12）上的去耦栅格孔（13）的数量为8个。

4.根据权利要求1所述的一种设有寄生臂的天线，其特征在于：散射带（2）上的圆空（23）数量为8个，且上下两行，每行四个。