CN109921181A - 一种双层蝶形天线 - Google Patents

一种双层蝶形天线 Download PDF

Info

Publication number
CN109921181A
CN109921181A CN201910285248.XA CN201910285248A CN109921181A CN 109921181 A CN109921181 A CN 109921181A CN 201910285248 A CN201910285248 A CN 201910285248A CN 109921181 A CN109921181 A CN 109921181A
Authority
CN
China
Prior art keywords
butterfly
medium substrate
microstrip line
patch
bilayer
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.)
Granted
Application number
CN201910285248.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN109921181B (zh
Inventor
张健穹
王婵
李相强
胡与朋
陈俊峰
万家辉
李昊宇
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.)
Southwest Jiaotong University
Original Assignee
Southwest Jiaotong University
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 Southwest Jiaotong University filed Critical Southwest Jiaotong University
Priority to CN201910285248.XA priority Critical patent/CN109921181B/zh
Priority claimed from CN201910285248.XA external-priority patent/CN109921181B/zh
Publication of CN109921181A publication Critical patent/CN109921181A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109921181B publication Critical patent/CN109921181B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Abstract

本发明公开了一种双层蝶形天线，属于局部放电UHF检测技术领域。包括介质基板、设置在介质基板上表面的第一蝶形贴片以及设置在介质基板下表面的第二蝶形贴片，介质基板上表面的中部设有与第一蝶形贴片连接的第一微带线，介质基板下表面的中部设有第二微带线，第二微带线的两端分别与第二蝶形贴片以及第一微带线连接，第一微带线和第二微带线分别刻蚀在介质基板的上表面以及介质基板的下表面，第一蝶形贴片和第二蝶形贴片的两端均设有缺口，本发明在保证天线小型化的前提下能够接收到更多的电磁波信号，提高了UHF检测系统检测灵敏度和抗干扰能力。

Description

一种双层蝶形天线
技术领域
本发明涉及局部放电UHF检测技术领域，具体涉及一种双层蝶形天线。
背景技术
局部放电是电力设备绝缘劣化的原因，也是其进一步劣化的标志，因此可以及时的检测到局部放电的发生及部位，避免事故的发生显得尤为重要。超高频法作为局部放电检测方法中的一种，其检测局部放电所辐射出的超高频电磁波信号，有抗干扰性强，灵敏度高，可识别故障类型并对故障进行定位等优点，因而获得广泛应用。
而UHF天线传感器作为UHF检测系统的核心部位，其性能的优劣直接决定了检测效果的好坏。蝶形天线可以认为是锥形天线的一种平面化的变形，与锥形天线具有相似的电性能。这种天线重量很轻，呈平面结构，也容易加工，因此将其作为UHF天线传感器具有很大的研究价值。由于要求天线传感器的小型化，因此现有设计的蝶形天线面积不大，接收到的电磁波信号有限，且在UHF频段的带宽较窄，灵敏度差，难以满足对局部放电UHF在线检测的需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种双层蝶形天线，以解决现有蝶形天线面积不大，接收到的电磁波信号有限，且在UHF频段的带宽较窄，灵敏度差的问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种双层蝶形天线，包括介质基板、设置在介质基板上表面的第一蝶形贴片以及设置在介质基板下表面的第二蝶形贴片，介质基板上表面的中部设有与第一蝶形贴片连接的第一微带线，介质基板下表面的中部设有第二微带线，第二微带线的两端分别与第二蝶形贴片以及第一微带线连接，第一微带线和第二微带线分别刻蚀在介质基板的上表面以及介质基板的下表面，第一蝶形贴片和第二蝶形贴片的两端均设有缺口。
本发明中介质基板的上表面和下表面的金属结构相同，将第一蝶形贴片和第一微带线相接后刻蚀在介质基板的上表面，将第二蝶形贴片和二微带线相接后刻蚀在介质基板的下表面并作为接地结构，介质基板上表面的第一蝶形贴片作为辐射贴片，而将介质基板下表面的第二蝶形贴片作为接地面，同时设置在第一蝶形贴片和第二蝶形贴片的两端的缺口充分地利用了既有空间，改善了电流分布，使本发明的横向尺寸和纵向尺寸都得到减小，有效的扩展了低频带宽。
作为优选，第一微带线与第一蝶形贴片之间和第二微带线与第二蝶形贴片之间均设有切除过渡段。
本发明通过切除第一微带线与第一蝶形贴片之间的多余部分以及切除第二微带线与第二蝶形贴片之间的多余部分而形成的切除过渡段，达到了阻抗变换过渡的作用，减小了反射，从而有效降低整体驻波比，拓展了天线带宽。
作为优选，第一微带线和第二微带线的宽度均为3.4mm至3.8mm。
作为优选，第一微带线和第二微带线的宽度均为17mm至19mm。
作为优选，介质基板采用的是对相对介电常数为4.4，厚度为1.5mm至1.7mm的环氧树脂介质板。
作为优选，介质基板的长度为73mm至75mm，介质基板的宽度为33mm至35mm。
作为优选，两组缺口的最近距离为21mm至23mm，两组缺口的最远距离为29mm至31mm。
作为优选，缺口的宽度为13mm至15mm。
作为优选，第一蝶形贴片和第二蝶形贴片采用的材料均为铜。
本发明具有以下有益效果：
本发明中通过将第一蝶形贴片和第一微带线相接后刻蚀在介质基板的上表面，将第二蝶形贴片和二微带线相接后刻蚀在介质基板的下表面并作为接地结构，介质基板上表面的第一蝶形贴片作为辐射贴片，而将介质基板下表面的第二蝶形贴片作为接地面，实现了本发明的宽频带特性，并具有良好的信号接收能力。同时设置在第一蝶形贴片和第二蝶形贴片的两端的缺口充分地利用了既有空间，改善了电流分布，使横向尺寸和纵向尺寸都得到减小，有效的扩展了低频带宽。本发明在保证天线小型化的前提下能够接收到更多的电磁波信号，提高了UHF检测系统检测灵敏度和抗干扰能力。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的局部结构示意图；
图3为本发明的VSWR曲线；
图4为本发明在不同频率处的辐射方向图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例
参见图1到图2，本发明包括介质基板、设置在介质基板上表面的第一蝶形贴片2以及设置在介质基板下表面的第二蝶形贴片3，第一蝶形贴片2与第二蝶形贴片3呈中心对称。介质基板采用的材料为环氧树脂介质板，并且介质基板的相对介电常数为4.4，介质基板的长度为74mm，介质基板的宽度为34mm，介质基板的厚度为1.6mm。第一蝶形贴片2采用的材料为铜，第二蝶形贴片3采用的材料亦为铜。本发明中通过将第一蝶形贴片2和第一微带线4相接后刻蚀在介质基板的上表面，将第二蝶形贴片3和二微带线相接后刻蚀在介质基板的下表面并作为接地结构，介质基板上表面的第一蝶形贴片2作为辐射贴片，而将介质基板下表面的第二蝶形贴片3作为接地面，实现了本发明的宽频带特性，并具有良好的信号接收能力。
第一蝶形贴片2的两端均设有缺口6，第二蝶形贴片3两端亦设有缺口6。缺口6的形状为三角形且第一蝶形贴片2上的两组缺口6之间的最近距离为22mm，两组缺口6之间的最远距离为30mm。第二蝶形贴片3上的两组缺口6之间的最近距离亦为22mm，两组缺口6之间的最远距离亦为30mm。设置在第一蝶形贴片2和第二蝶形贴片3的两端的缺口6充分地利用了既有空间，改善了电流分布，使本发明的横向尺寸和纵向尺寸都得到减小，有效的扩展了低频带宽。
第一微带线4与第一蝶形贴片2之间和第二微带线5与第二蝶形贴片3之间均设有切除过渡段7。通过切除第一微带线4与第一蝶形贴片2之间的多余部分以及切除第二微带线5与第二蝶形贴片3之间的多余部分而形成的切除过渡段7，达到了阻抗变换过渡的作用，减小了反射，从而有效降低整体驻波比，拓展了天线带宽。本发明在保证天线小型化的前提下能够接收到更多的电磁波信号，提高了UHF检测系统检测灵敏度和抗干扰能力。
介质基板上表面的中部设有与第一蝶形贴片2连接的第一微带线4，介质基板下表面的中部设有第二微带线5。第一微带线4的两端分别与第一蝶形贴片2以及第二微带线5连接，第二微带线5的两端分别与第二蝶形贴片3以及第一微带线4连接。第一微带线4和第二微带线5的宽度均为3.6mm，第一微带线4和第二微带线5的宽度均为18mm。通过调整第一蝶形贴片2、第一微带线4、第二蝶形贴片3和第二微带线5的尺寸参数，实现了宽频带特性，使本发明具有良好的信号接收能力。本发明在超高频0.3GHz-3GHz内整体电压驻波比小于5.0，且小于2.0的带宽有所拓宽，整体尺寸有所减小，在保持天线小型化的基础上实现了较好的电压驻波比特性，尤其在低频段电压驻波比有较大改善，适用于局部放电UHF检测。
进一步参见图3，数值模拟结果为：本发明整体VSWR小于5，且VSWR≤2的带宽为300MHz-820MHz和1.62GHz-3GHz，相对于长蝶形天线来说带宽有所增大，尤其在800MHz以下驻波比下降明显。
进一步参见图4，本发明在0.5GHz、0.8GHz、1GHz和1.5GHz处的E面和H面辐射方向图，反映了本发明在不同方向发射和接收信号的能力。可以看出频率越高，本发明线增益越大，且在四个频点处，E面方向图呈现正“8”字型，具有良好的方向性，可以很好地接收正前方的信号，H面方向图近似为圆形，说明本发明方向图在H面具有全向性。
以上仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双层蝶形天线，其特征在于，包括介质基板(1)、设置在介质基板(1)上表面的第一蝶形贴片(2)以及设置在介质基板(1)下表面的第二蝶形贴片(3)，所述介质基板(1)上表面的中部设有与第一蝶形贴片(2)连接的第一微带线(4)，所述介质基板(1)下表面的中部设有第二微带线(5)，所述第二微带线(5)的两端分别与第二蝶形贴片(3)以及第一微带线(4)连接，所述第一微带线(4)和第二微带线(5)分别刻蚀在介质基板(1)的上表面以及介质基板(1)的下表面，所述第一蝶形贴片(2)和第二蝶形贴片(3)的两端均设有缺口(6)。
2.根据权利要求1所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述第一微带线(4)与第一蝶形贴片(2)之间和第二微带线(5)与第二蝶形贴片(3)之间均设有切除过渡段(7)。
3.根据权利要求1所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述第一微带线(4)和第二微带线(5)的宽度均为3.4mm至3.8mm。
4.根据权利要求3所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述第一微带线(4)和第二微带线(5)的宽度均为17mm至19mm。
5.根据权利要求1所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述介质基板(1)采用的是对相对介电常数为4.4，厚度为1.5mm至1.7mm的环氧树脂介质板。
6.根据权利要求5所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述介质基板(1)的长度为73mm至75mm，所述介质基板(1)的宽度为33mm至35mm。
7.根据权利要求1所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述两组缺口(6)的最近距离为21mm至23mm，所述两组缺口(6)的最远距离为29mm至31mm。
8.根据权利要求7所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述缺口(6)的宽度为13mm至15mm。
9.根据权利要求1所述的双层蝶形天线，其特征在于，所述第一蝶形贴片(2)和第二蝶形贴片(3)采用的材料均为铜。
CN201910285248.XA 2019-04-10 一种双层蝶形天线 Active CN109921181B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285248.XA CN109921181B (zh) 2019-04-10 一种双层蝶形天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910285248.XA CN109921181B (zh) 2019-04-10 一种双层蝶形天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109921181A true CN109921181A (zh) 2019-06-21
CN109921181B CN109921181B (zh) 2024-05-14

Family

ID=

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110277637A (zh) * 2019-07-19 2019-09-24 西南交通大学 一种用于局部放电检测的超宽带单极子贴片天线
CN110828996A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 中国地质大学（北京） 蝶形天线组件
CN111653862A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 一种局部放电uhf检测的蝶形天线及uhf检测传感器
CN113823895A (zh) * 2021-08-25 2021-12-21 超讯通信股份有限公司 有源集成天线及通信设备

Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070194999A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Harris Corporation Slit loaded tapered slot patch antenna
CN101252218A (zh) * 2008-03-04 2008-08-27 东南大学 基于两段型阶梯阻抗谐振器实现多阻带超宽带天线
CN101350445A (zh) * 2007-07-16 2009-01-21 汉达精密电子(昆山)有限公司 双谐振三角形贴片天线
KR20120129295A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 강원대학교산학협력단 초광대역 통신용 역삼각형 초광대역 안테나
CN103730721A (zh) * 2014-01-02 2014-04-16 山西大学 基于共面波导馈电的蝶形缝隙天线
CN104115355A (zh) * 2012-02-21 2014-10-22 三菱电机株式会社 部分放电传感器
CN104218312A (zh) * 2014-09-30 2014-12-17 东南大学 双频陷波反射器的宽带领结天线
CN105914456A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 西安电子科技大学 一种基于人工磁导体的宽频带高增益蝶形天线
CN205609750U (zh) * 2016-03-09 2016-09-28 国家电网公司 一种用于gis金属盆浇注孔处的特高频微带天线
CN107240767A (zh) * 2017-03-29 2017-10-10 深圳市科卫泰实业发展有限公司 一种小平板天线
CN107978850A (zh) * 2017-10-11 2018-05-01 武汉市工程科学技术研究院 背腔蝶形探地雷达天线装置
CN108232414A (zh) * 2017-11-22 2018-06-29 天津津航计算技术研究所 一种具有波浪边缘的Klopfenstein渐变线轮廓民用超宽带天线
CN208580846U (zh) * 2018-08-28 2019-03-05 江苏八达电子有限公司 一种面向移动通信和wlan的多频段小型化微带天线
CN209487707U (zh) * 2019-04-10 2019-10-11 西南交通大学 一种双层蝶形天线

Patent Citations (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070194999A1 (en) * 2006-02-21 2007-08-23 Harris Corporation Slit loaded tapered slot patch antenna
CN101350445A (zh) * 2007-07-16 2009-01-21 汉达精密电子(昆山)有限公司 双谐振三角形贴片天线
CN101252218A (zh) * 2008-03-04 2008-08-27 东南大学 基于两段型阶梯阻抗谐振器实现多阻带超宽带天线
KR20120129295A (ko) * 2011-05-19 2012-11-28 강원대학교산학협력단 초광대역 통신용 역삼각형 초광대역 안테나
CN104115355A (zh) * 2012-02-21 2014-10-22 三菱电机株式会社 部分放电传感器
CN103730721A (zh) * 2014-01-02 2014-04-16 山西大学 基于共面波导馈电的蝶形缝隙天线
CN104218312A (zh) * 2014-09-30 2014-12-17 东南大学 双频陷波反射器的宽带领结天线
CN205609750U (zh) * 2016-03-09 2016-09-28 国家电网公司 一种用于gis金属盆浇注孔处的特高频微带天线
CN105914456A (zh) * 2016-04-13 2016-08-31 西安电子科技大学 一种基于人工磁导体的宽频带高增益蝶形天线
CN107240767A (zh) * 2017-03-29 2017-10-10 深圳市科卫泰实业发展有限公司 一种小平板天线
CN107978850A (zh) * 2017-10-11 2018-05-01 武汉市工程科学技术研究院 背腔蝶形探地雷达天线装置
CN108232414A (zh) * 2017-11-22 2018-06-29 天津津航计算技术研究所 一种具有波浪边缘的Klopfenstein渐变线轮廓民用超宽带天线
CN208580846U (zh) * 2018-08-28 2019-03-05 江苏八达电子有限公司 一种面向移动通信和wlan的多频段小型化微带天线
CN209487707U (zh) * 2019-04-10 2019-10-11 西南交通大学 一种双层蝶形天线

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
M. ABDULMALEK 等: ""Co-planar waveguide (CPW) slotted bow-tie antenna with band-notch using polygon-shaped branches structure"", 《2017 PROGRESS IN ELECTROMAGNETICS RESEARCH SYMPOSIUM - FALL (PIERS - FALL)》, 19 February 2018 (2018-02-19) *
侯华楠: ""基于蝶形结构的局放特高频微带天线设计"", 《万方硕士论文全文库》, 4 May 2016 (2016-05-04) *
王婵: ""用于放电检测的超高频天线设计及检测系统研制"", 《中国知网优秀硕士论文全文库信息科技辑》, no. 07, 15 July 2021 (2021-07-15), pages 38 - 46 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110277637A (zh) * 2019-07-19 2019-09-24 西南交通大学 一种用于局部放电检测的超宽带单极子贴片天线
CN110828996A (zh) * 2019-11-19 2020-02-21 中国地质大学（北京） 蝶形天线组件
CN111653862A (zh) * 2020-06-08 2020-09-11 国网新疆电力有限公司乌鲁木齐供电公司 一种局部放电uhf检测的蝶形天线及uhf检测传感器
CN113823895A (zh) * 2021-08-25 2021-12-21 超讯通信股份有限公司 有源集成天线及通信设备

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109546354B (zh) 一种基于介质谐振器的磁偶极子八木天线
US8599086B2 (en) Monopole slot antenna
CN112952366B (zh) 贴片天线单元以及封装天线结构
US20120287009A1 (en) Solid antenna
CN111384594B (zh) 高频辐射体、多频阵列天线和基站
CN105811099A (zh) 一种小型卫星导航天线及其抗多径干扰腔体
CN104515940B (zh) 一种用于开关柜内部局部放电在线监测的超高频传感器
CN104701628A (zh) 宽带圆极化微带天线
US20070040761A1 (en) Method and apparatus for wideband omni-directional folded beverage antenna
CN207459163U (zh) 一种小型cpw馈电宽轴比带宽圆极化天线
CN211578982U (zh) 一种新型双层多频宽带微带天线
WO2003096477A1 (en) Broadband suspended plate antenna with multi-point feed
CN213845512U (zh) 基于人工磁导体的宽带圆极化天线
CN113131178B (zh) 测向天线、测向天线系统及电子设备
CN115986403B (zh) 低剖面高隔离度极化分集贴片天线及无线通信设备
CN112310630A (zh) 宽频带高增益印刷天线
CN209487707U (zh) 一种双层蝶形天线
CN111799573A (zh) 一种应用于Sub-6GHz的双频双极化5G基站天线
CN109921181A (zh) 一种双层蝶形天线
CN116191005B (zh) 超宽带对拓梳状开槽型Vivaldi天线
CN112751172B (zh) 一种用于射频能量采集的高增益定向辐射双频接收天线
WO2021197400A1 (en) A patch antenna
CN109921181B (zh) 一种双层蝶形天线
CN112467361A (zh) 一种宽频带全向印刷阵列天线
CN212848852U (zh) 超宽频微带全向天线

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