CN109193130B - 一种小型超宽带双波束天线 - Google Patents

一种小型超宽带双波束天线 Download PDF

Info

Publication number
CN109193130B
CN109193130B CN201811040737.0A CN201811040737A CN109193130B CN 109193130 B CN109193130 B CN 109193130B CN 201811040737 A CN201811040737 A CN 201811040737A CN 109193130 B CN109193130 B CN 109193130B
Authority
CN
China
Prior art keywords
low
radiating arm
beam antenna
arm
bottom plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201811040737.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109193130A (zh
Inventor
钟金华
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Junyi Electromagnetic Technology Co ltd
Original Assignee
Shanghai Junyi Electromagnetic Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Junyi Electromagnetic Technology Co ltd filed Critical Shanghai Junyi Electromagnetic Technology Co ltd
Priority to CN201811040737.0A priority Critical patent/CN109193130B/zh
Publication of CN109193130A publication Critical patent/CN109193130A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109193130B publication Critical patent/CN109193130B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/50—Structural association of antennas with earthing switches, lead-in devices or lightning protectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/50—Feeding or matching arrangements for broad-band or multi-band operation

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

本发明公开了一种小型超宽带双波束天线，包括：底板，所述底板为长方形，所述底板具有相对设置的第一边与第二边；辐射臂，所述辐射臂的第一端处于所述第一边的上部，所述辐射臂的第二端向所述第二边的上部延伸，所述辐射臂的宽度与所述辐射臂向所述第二边延伸的长度正相关，所述辐射臂的高度与所述辐射臂向所述第二边延伸的长度正相关；低频扩展板，所述低频扩展板平行于所述底板设置，所述低频扩展板的一侧与所述辐射臂的第二端连接；以及轴线连接器，所述轴线连接器设置于所述第一边，所述轴线连接器的外壳与所述底板连接。本发明的有益效果为实现了小型化的超宽带天线结构设计以及高低频段下的双波束辐射。

Description

一种小型超宽带双波束天线
技术领域
本发明属于无线通讯领域，具体涉及一种小型超宽带双波束天线。
背景技术
超宽带天线是指一种可以高效率发射或接收超宽带电磁波的天线，大量应用于通信、成像雷达等方面。超宽带天线设计的一个难点是如何在保持天线效率的情况下实现小型化，尤其是在低频电磁波波长较大情况下，如典型的对数周期振子、双脊喇叭等超宽带天线，在VHF波段的尺寸通常达到1m以上。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种小型超宽带双波束天线，本发明能够实现了超宽带频率范围内匹配，且具有较高的辐射效率，天线尺寸与最大有效工作波长达到较小的比值，满足低频探测系统小型化的需求；同时实现低频段与高频段的双波束指向，满足雷达系统双频段工作的需求。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种小型超宽带双波束天线，包括：
底板，所述底板为长方形，所述底板具有相对设置的第一边与第二边；
辐射臂，所述辐射臂的第一端处于所述第一边的上部，所述辐射臂的第二端向所述第二边的上部延伸，所述辐射臂的宽度与所述辐射臂向所述第二边延伸的长度正相关，所述辐射臂的高度与所述辐射臂向所述第二边延伸的长度正相关；
低频扩展板，所述低频扩展板平行于所述底板设置，所述低频扩展板的一侧与所述辐射臂的第二端连接；以及
轴线连接器，所述轴线连接器设置于所述第一边，所述轴线连接器的外壳与所述底板连接，所述轴线连接器的芯线与所述辐射臂的第一端连接。轴线连接器用于提供与信号源或接收机连接的同轴接口。
所述低频扩展板的另一侧连接有若干吸收负载的一端，所述吸收负载的另一端与所述底板连接。
所述吸收负载通过导线与所述低频扩展板、底板连接。
所述吸收负载通过金属条与所述低频扩展板、底板连接。
所述吸收负载的数量为2个，所述吸收负载对称分布。
所述底板的第一边设置折弯形成的折边。
所述轴线连接器垂直于所述折边设置。
所述低频扩展板与底板的长度尺寸相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
1.该发明中底板对辐射臂起到镜像作用，有效缩减了天线尺寸；同时，低频扩展板进一步增加了天线吸收、发射低频波长的能力，有效提高了超宽带天线的低频工作范围，天线尺寸与最大有效工作波长的比值低至0.13以下，达到了天线小型化的效果；
2.对低频段的电磁波，由辐射臂、低频扩展板与吸收负载形成电流环辐射，对高频段的电磁波，由底板与辐射臂形成电偶极子辐射，实现了高低频段的双波束超宽带工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例一的整体结构示意图。
图2为图1的侧视示意图。
图3为实施例一中天线S11参数随电磁波频率的变化示意图。
图4为实施例一中天线在200MHz频率波段工作时的各观测方向辐射电场强度图。
图5为实施例一中天线在1GHz频率波段工作时的各观测方向辐射电场强度图。
图6为实施例二的整体结构示意图。
图7为实施例二中天线S11参数随电磁波频率的变化示意图。
图8为实施例二中天线在200MHz频率波段工作时的各观测方向辐射电场强度图。
图9为实施例二中天线在1GHz频率波段工作时的各观测方向辐射电场强度图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
如图1-9所示，本实施例提供一种小型超宽带双波束天线，包括：
底板1，所述底板1为长方形，所述底板1具有相对设置的第一边11与第二边12；
辐射臂2，所述辐射臂2的第一端21处于所述第一边11的上部，所述辐射臂2的第二端22向所述第二边12的上部延伸，所述辐射臂2的宽度与所述辐射臂2向所述第二边12延伸的长度正相关，所述辐射臂2的高度与所述辐射臂2向所述第二边12延伸的长度正相关；
低频扩展板3，所述低频扩展板3平行于所述底板1设置，所述低频扩展板3的一侧与所述辐射臂2的第二端22连接；以及
轴线连接器4，所述轴线连接器4设置于所述第一边11，所述轴线连接器4的外壳与所述底板1连接，所述轴线连接器4的芯线与所述辐射臂2的第一端21连接。
作为优选，本实施例所述低频扩展板3的另一侧连接有若干吸收负载5的一端，所述吸收负载5的另一端与所述底板1连接。
作为进一步优选，本实施例所述吸收负载5通过导线6与所述低频扩展板3、底板1连接。
作为进一步优选，本实施例所述吸收负载5通过金属条7与所述低频扩展板3、底板1连接。
作为进一步优选，本实施例所述吸收负载5的数量为2个，所述吸收负载5对称分布。
作为进一步优选，本实施例所述底板1的第一边11设置折弯形成的折边13。
作为进一步优选，本实施例所述轴线连接器4垂直于所述折边13设置。
作为进一步优选，本实施例所述低频扩展板3与底板1的长度尺寸相同。
具体地，有如下两个实施例：
实施例一
如图1-5所示，该实施例中天线尺寸参数分别取为W1＝W2＝22cm、L1＝L2＝15cm、H＝30cm；底板一侧1.5cm处进行90度折弯处理，即H1＝1.5cm，形成L形底板(即折边)；辐射臂宽度由4mm逐渐增加至22cm，辐射臂与底板间距(即辐射臂高度)呈二次曲线增加，间距由0.01m逐渐过渡至0.3m，即
g1＝0.01+12.89y2
上述公式中,y表示沿底板长度方向的坐标值，参考原点设为同轴连接器芯线与辐射臂的连接处，g1表示辐射臂与底板间距；
天线S11参数随电磁波频率变化曲线如图3所示，按不大于-6dB取，其有效的低端工作频率达200MHz。
200MHz电磁波工作频率时天线辐射方向图如图4所示，参考图1中的X-Y-Z坐标轴，主波束指向在YZ面内与Z轴夹角为88度；1GHz电磁波工作频率时天线辐射方向图如图5所示，主波束指向在YZ面内与Z轴夹角为25度。
实施例二
如图6-9所示，该实施例中天线尺寸参数分别取为W1＝16cm，L1＝23cm，H＝10cm，W2＝8cm，L2＝23cm；底板未进行折弯处理；吸收负载一端通过窄长的金属条与低频扩展板相连，另一端通过导线与底板相连；辐射臂宽度由1cm逐渐增加至8cm，辐射臂与底板间距呈二次曲线增加，间距由0.006m逐渐过渡至0.1m，即
g2＝0.006+1.942y2
上述公式中,y表示沿底板长度方向的坐标值，参考原点设为同轴连接器芯线与辐射臂的连接处，g1表示辐射臂与底板间距；
天线S11参数随频率变化曲线如图7所示，按不大于-6dB取，其有效的低端工作频率达100MHz。
图6中采用与图1中一致的X-Y-Z坐标轴，200MHz电磁波工作频率时天线辐射方向图如图8所示，主波束指向在YZ面内与Z轴夹角为78度；450MHz电磁波工作频率时天线辐射方向图如图9所示，主波束指向在YZ面内与Z轴夹角为153度。
尽管上述实施例已对本发明作出具体描述，但是对于本领域的普通技术人员来说，应该理解为可以在不脱离本发明的精神以及范围之内基于本发明公开的内容进行修改或改进，这些修改和改进都在本发明的精神以及范围之内。

Claims (7)

1.一种小型超宽带双波束天线，其特征在于，包括：
底板（1），所述底板（1）为长方形，所述底板（1）具有相对设置的第一边（11）与第二边（12）；
辐射臂（2），所述辐射臂（2）的第一端（21）处于所述第一边（11）上部，所述辐射臂（2）的第二端（22）向所述第二边（12）的上部延伸，所述辐射臂（2）的宽度与所述辐射臂（2）向所述第二边（12）延伸的长度正相关，所述辐射臂（2）的高度与所述辐射臂（2）向所述第二边（12）延伸的长度正相关；
低频扩展板（3），所述低频扩展板（3）平行于所述底板（1）设置，所述低频扩展板（3）的一侧与所述辐射臂（2）的第二端（22）连接；以及
轴线连接器（4），所述轴线连接器（4）设置于所述第一边（11），所述轴线连接器（4）的外壳与所述底板（1）连接，所述轴线连接器（4）的芯线与所述辐射臂（2）的第一端（21）连接；
所述低频扩展板（3）的另一侧连接有若干吸收负载（5）的一端，所述吸收负载（5）的另一端与所述底板（1）连接；
辐射臂与底板间距呈二次曲线增加，所述辐射臂与所述底板组成二次曲线打开的波导结构，由所述辐射臂、低频扩展板、吸收负载形成三边形环路结构，所述小型超宽带双波束天线在其工作频率低段的辐射波束具有定向特性，与其工作频率高段的辐射主波束存在60度以上的方向差异。
2.根据权利要求1所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述吸收负载（5）通过导线（6）与所述低频扩展板（3）、底板（1）连接。
3.根据权利要求1所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述吸收负载（5）通过金属条（7）与所述低频扩展板（3）、底板（1）连接。
4.根据权利要求1-3中任一所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述吸收负载（5）的数量为2个，所述吸收负载（5）对称分布。
5.根据权利要求1所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述底板（1）的第一边（11）设置折弯形成的折边（13）。
6.根据权利要求5所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述轴线连接器（4）垂直于所述折边（13）设置。
7.根据权利要求1所述的小型超宽带双波束天线，其特征在于，所述低频扩展板（3）与底板（1）的长度尺寸相同。
CN201811040737.0A 2018-09-07 2018-09-07 一种小型超宽带双波束天线 Active CN109193130B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811040737.0A CN109193130B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种小型超宽带双波束天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201811040737.0A CN109193130B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种小型超宽带双波束天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109193130A CN109193130A (zh) 2019-01-11
CN109193130B true CN109193130B (zh) 2020-12-18

Family

ID=64915047

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201811040737.0A Active CN109193130B (zh) 2018-09-07 2018-09-07 一种小型超宽带双波束天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN109193130B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109980337A (zh) * 2019-04-04 2019-07-05 徐炯� 一种低频小型化m形超宽带天线

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1007481B (zh) * 1987-12-24 1990-04-04 西北电讯工程学院 超宽带车载天线
WO2004042866A1 (en) * 2002-11-08 2004-05-21 Eung-Soon Chang Folded monopole antenna for cellular phone
US6876334B2 (en) * 2003-02-28 2005-04-05 Hong Kong Applied Science And Technology Research Institute Co., Ltd. Wideband shorted tapered strip antenna
EP1986270A4 (en) * 2006-02-08 2009-04-29 Nec Corp ANTENNA DEVICE AND COMMUNICATION DEVICE THEREWITH

Also Published As

Publication number Publication date
CN109193130A (zh) 2019-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100665007B1 (ko) 초광대역 내장형 안테나
KR102455333B1 (ko) 안테나 시스템 및 단말 기기
US6111545A (en) Antenna
KR100981883B1 (ko) 지연파 구조를 이용한 광대역 내장형 안테나
US20090174607A1 (en) Antenna
US20200244327A1 (en) Spherical coverage antenna systems, devices, and methods
US7554507B2 (en) UWB antenna with unidirectional radiation pattern
EP3079203A1 (en) Printed coupled-fed multi-band antenna and electronic system
CN109638428A (zh) 一种应用于5g的新一代通信天线
US6762724B2 (en) Build-in antenna for a mobile communication terminal
CN112271456B (zh) 一种小型化超宽带多功能天线
EP0938158A2 (en) Antenna
CN109193130B (zh) 一种小型超宽带双波束天线
EP1324423A1 (en) Low-cost printed omni-directional monopole antenna for ultra-wideband in mobile applications
CN108417970B (zh) 多频内置天线及无线终端
CN116031637A (zh) 一种5g天线及终端
CN211957913U (zh) 单极子天线
Chen et al. Compact millimeter-wave triband quasi-Yagi antenna for 5G and WiGig applications
CN1925218B (zh) 多频天线
RU2715353C1 (ru) Бортовая антенна для беспилотного летательного аппарата
CN114665261A (zh) 一种天线和通信设备
JPH05259725A (ja) 携帯無線機用ダイバーシチアンテナ
CN217740782U (zh) 一种倒f天线
CN213093357U (zh) 一种零剖面定向天线
CN217983658U (zh) 移动终端天线及移动终端

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant