CN111262020A - 一种小型化双频带uhf频段的微柔性天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线，所述天线包括水平放置的主导体部分、双频导体部分和馈线，所述双频导体部分包括均为细长条状的高频带导体部分和低频带导体部分，所述高频带导体部分长度短于所述低频带导体部分，两个频带导体部分平行设置，且单边对齐，所述主导体部分呈矩形状，所述主导体部分的一边与两个频带导体部分的对齐边靠近，所述主导体部分与所述馈线外皮连接，两个频带导体部分与所述馈线内芯连接。本发明双频导体部分和“M”状结构很好地将天线进行了小型化，聚酰亚胺层和铜箔层的两层板结构使得天性呈柔性，便于安装，本发明天线支持同时进行两个频带的无线通信，且在工作频带内具有较好的辐射特性。

Description

一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线

技术领域

本发明涉及UHF(特高频)天线技术领域，具体为一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线。

背景技术

天线是一种变换器，它把传输线上传播的导行波，变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波，或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、遥感、射电天文等工程系统，凡是利用电磁波来传递信息的，都依靠天线来进行工作。此外，在用电磁波传送能量方面，非信号的能量辐射也需要天线。根据天线的工作原理，当导线的长度L远小于波长λ时，辐射很微弱；导线的长度L增大到可与波长相比拟时，导线上的电流将大大增加，因而就能形成较强的辐射。

UHF(特高频)是指波长范围为1m～1dm，频率为300～3000MHz的无线电波，常用于移动通信和广播电视领域。如果想制造一款传统的UHF频段的天线，其天线的长度就应当在1m～1dm左右，可想而知，如此大尺寸的天线无法方便的应用与工程之中，而且制造起来成本高，十分不实用。如何将低频段的天线小型化，是工程中一个比较实际的问题，能够将低频段的天线在保证辐射特性的前提下做到小型化，拥有客观的工程价值。

传统的天线一般只有一个固定的工作频带，在此频带内，可以保证天线的驻波、增益等满足工作要求。但实际工程中往往需要一个天线同时负责两个频带的通信，这就对天线提出了双工作频带的要求，即一款天线能够同时在两个不相邻的频带内正常工作。双频天线相较于传统的单频天线在结构上会更加复杂，如何使用简单的结构实现理想的双频天线，在工程上是一个比较大的难题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种结构简单、安装方便，成本低廉的小型化双频带UHF频段的微柔性天线，以解决上述背景技术中提出的一个天线同时负责两个低频频带的通信，且在保证辐射特性的前提下将天线做到小型化的问题。

本发明采用的技术方案为：

一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线，所述天线包括水平放置的主导体部分、双频导体部分和馈线，所述双频导体部分包括均为细长条状的高频带导体部分和低频带导体部分，所述高频带导体部分长度短于所述低频带导体部分，两个频带导体部分平行设置，且单边对齐，所述主导体部分呈矩形状，所述主导体部分的一边与两个频带导体部分的对齐边平行靠近，所述主导体部分与所述馈线外皮连接，两个频带导体部分与所述馈线内芯连接。

优选地，所述天线为两层板结构天线，所述两层板结构天线包括聚酰亚胺层和铜箔层，所述主导体部分和双频导体部分构成铜箔层。

优选地，所述低频带导体部分中间呈“M”状。

优选地，所述“M”状结构的末端与所述高频带导体部分的非对齐边对齐。

优选地，所述主导体部分长为248mm，宽为140mm，所述高频带导体部分长为187mm，所述低频带导体部分长为443mm。

优选地，所述“M”状结构的长度为42mm。

本发明的技术效果在于：本发明天线的最低工作频率为140MHz，其最大物理尺寸为697mm，仅为0.35λ，很好地将天线进行了小型化，聚酰亚胺层和铜箔层的两层板结构，使得天性呈柔性，便于安装，本发明天线支持同时进行两个频带的无线通信，且在工作频带内具有较好的辐射特性，以满足工程需求。

附图说明

图1是本发明天线的结构图；

图2是本发明天线S参数的仿真结果；

图3是本发明天线方向图的仿真结果。

具体实施方式

下面将结合本发明中的附图，对本发明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的实施例，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作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。

参照图1，本发明提供一种技术方案：一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线，所述天线包括水平放置的主导体部分、双频导体部分和馈线，所述双频导体部分包括均为细长条状的高频带导体部分和低频带导体部分，所述高频带导体部分长度短于所述低频带导体部分，两个频带导体部分平行设置，且单边对齐，所述主导体部分呈矩形状，所述主导体部分的一边与两个频带导体部分的对齐边靠近，所述主导体部分与所述馈线外皮连接，即为天线的地，两个频带导体部分与所述馈线内芯连接。

优选地，所述天线为两层板结构天线，所述两层板结构天线包括聚酰亚胺层和铜箔层，所述主导体部分和双频导体部分构成铜箔层。聚酰亚胺层和铜箔层的构成达到柔性的结构特点，使其能够很轻易的和其他结构件共形，安装方便，生产成本低廉。

优选地，所述低频带导体部分中间呈“M”状。如果仅将细长条状的高频带导体部分和低频带导体部分平行排列，其不可能具有良好的匹配特性和辐射特性。本发明实施例在较长的低频带导体部分铜箔中间设计了一段“M”形的结构，可以改变铜箔表面的电流分布，使得天线具有良好的匹配特性和辐射特性。且“M”形结构的加入也使得本发明实施例的尺寸相较于传统天线大大缩短。

优选地，所述“M”状结构的末端与所述高频带导体部分的非对齐边对齐。“M”状结构的末端位置与较短高频带导体部分铜箔的末端位置对齐时“M”形结构在调节匹配特性的同时也不会影响天线的辐射特性。

优选地，所述主导体部分长为248mm，宽为140mm，所述高频带导体部分长为187mm，所述低频带导体部分长为443mm。

优选地，所述“M”状结构的长度为42mm。

图2是本发明天线的S参数仿真结果，可以看到在145MHz-172MHz和400MHz-440MHz两个频带内天线的S11参数都在-10dB以下(即驻波在1.5以下)，且在两个频带的中心频点处(155MHz与420MHz)天线的增益都在5dBi左右，方向图仿真结果如图3所示。仿真结果表明了本发明天线在实现天线小型化的同时还具有双频带的特点，并且在两个工作频带内都具有良好的匹配特性和增益效果。

从发明内容和实施例可知，本发明采用的材料聚酰亚胺是一种柔性的材料，它可以方便的与其他结构件进行共形安装，满足不同的需求，本发明天线的最低工作频率为140MHz，其最大物理尺寸为697mm，仅为0.35λ，很好地将天线进行了小型化，聚酰亚胺层和铜箔层的两层板结构，使得天性呈柔性，便于安装，本发明天线支持同时进行两个频带的无线通信，且在工作频带内具有较好的辐射特性，以满足工程需求。

Claims (6)

1.一种小型化双频带UHF频段的微柔性天线，包括水平放置的主导体部分、双频导体部分和馈线，其特征在于，所述双频导体部分包括均为细长条状的高频带导体部分和低频带导体部分，所述高频带导体部分长度短于所述低频带导体部分，两个频带导体部分平行设置，且单边对齐，所述主导体部分呈矩形状，所述主导体部分的一边与两个频带导体部分的对齐边平行靠近，所述主导体部分与所述馈线外皮连接，两个频带导体部分与所述馈线内芯连接。

2.根据权利要求1所述的微柔性天线，其特征在于，所述天线为两层板结构天线，所述两层板结构天线包括聚酰亚胺层和铜箔层，所述主导体部分和双频导体部分构成所述铜箔层。

3.根据权利要求1所述的微柔性天线，其特征在于，所述低频带导体部分中间呈“M”状。

4.根据权利要求3所述的微柔性天线，其特征在于，所述“M”状结构的末端与所述高频带导体部分的非对齐边对齐。

5.根据权利要求1所述的微柔性天线，其特征在于，所述主导体部分长为248mm，宽为140mm，所述高频带导体部分长为187mm，所述低频带导体部分长为443mm。

6.根据权利要求4所述的微柔性天线，其特征在于，所述“M”状结构的长度为42mm。

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