CN210040559U - 脊厚度变化的超宽带喇叭天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种脊厚度变化的超宽带喇叭天线，涉及通信天线技术领域。所述天线包括喇叭天线本体，所述喇叭天线本体包括两个呈圆周状排列的脊，沿所述脊的长度方向将脊等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊的厚度x按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化。所述喇叭天线设计简单，加工简单，可有效拓宽工作频带，且在工作带宽内具有高增益，高倍频以及低驻波等优点。

Description

脊厚度变化的超宽带喇叭天线

技术领域

本实用新型涉及通信用天线技术领域，尤其涉及一种脊厚度变化的超宽带喇叭天线。

背景技术

超宽带天线技术是当今国内外的一个研究热点。它早先起源于军用雷达领域，在雷达探测、反隐身技术、电子对抗等先进军事技术中已经证明了它的卓越性。近年来，超宽带技术逐渐被引入了民用领域，军事和民用领域的超宽带雷达和通信系统的超宽带天线备受重视，在宽带通信、扩频通信、探地雷达、冲激雷达、电磁兼容等瞬态电磁场领域获得大量应用。宽带喇叭天线可为宽带测量提供一种高效、节省的方法。宽带喇叭系列天线可以覆盖从200MHz到40GHz的频率，可广泛用于EMI检测、定向、侦察、天线增益和方向图测量以及其他应用领域。

目前毫米波及太赫兹波段的技术发展迅速，毫米波和太赫兹波在高速无线通信、雷达以及人体安全检测等领域具有广阔的应用前景，尤其是第五代移动通信5G技术即将大规模商用，要实现5G毫米波频段信号的发射和接收，离不开各种收发天线，目前迫切需要可以工作到该频段用于5G的新型超宽带喇叭天线。此外，在手机/2.4GHz产品、蓝牙产品以及WiFi产品中也需要超宽带天线。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是如何提供一种可以支持工作在4.5GHz到50GHz，且在4.5到50GHz内具有良好的增益特性和较小的驻波，可以满足5G频段收发需求的超宽带喇叭天线。

为解决上述技术问题，本实用新型所采取的技术方案是：一种脊厚度变化的超宽带喇叭天线，包括喇叭天线本体，其特征在于：所述喇叭天线本体包括两个呈圆周状排列的脊，沿所述脊的长度方向将脊等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊的厚度x按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化。

优选的，每条所述脊的长度为L，沿所述脊的长度方向将脊等分成若4个区间，分别为0到L/4区间，L/4到L/2区间，L/2到3L/4区间，3L/4到L区间。

优选的，所述脊的厚度x满足以下函数：

x=x₀（0<z≤L/4）；

x=x₁（L/4<z ≤L/2）;

x=x₂（L/2<z ≤3L/4）;

x=x₃（3L/4<z ≤L）;

其中，z为沿所述脊的长度方向上距离脊的起始点的距离，x₀=2.5mm；x₁=2mm；x₂=1.5mm；x₃=1mm。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：本申请所述超宽带喇叭天线中的每一个脊在电场传输方向上，脊的形状按照距离变换脊的厚度，脊的厚度按照在特定的区间内保持一定，设计简单，加工简单，可有效拓宽工作频带，且在工作带宽内具有高增益，高倍频以及低驻波等优点。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型实施例所述喇叭天线中双脊结构的主视结构示意图；

图2是本实用新型实施例所述喇叭天线中脊的侧视结构示意图；

图3是本实用新型实施例所述喇叭天线的结构示意图；

图4是本实用新型实施例所述喇叭天线的增益测试曲线图；

图5是本实用新型实施例所述喇叭天线的天线系数测试曲线图；

图6是本实用新型实施例所述喇叭天线的驻波测试曲线图；

图7是本实用新型实施例所述喇叭天线的交叉极化隔离测试曲线；

其中：1、喇叭天线本体；2、脊。

具体实施方式

下面结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

如图1-图2所示，本实用新型实施例公开了一种脊厚度变化的超宽带喇叭天线，包括喇叭天线本体1，所述喇叭天线本体1包括两个呈圆周状排列的脊2，沿所述脊2的长度方向将脊2等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊2的厚度x按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化。

进一步的，如图2所示，本申请中脊的厚度在0到L的区间进行变化，在0到L内区间内，按照一定的数学关系进行脊厚度的设计。由于超宽带天线工作带宽为数个倍频程，本申请将0到L的区间划分为4个区间，即0到L/4区间，L/4到L/2区间，L/2到3L/4区间，3L/4到L区间。在每一个单独的数学区间内，可以按照一定规律的数学函数进行脊厚度的渐变。

yOz平面内双脊的变化曲线按照以下规律进行变化。脊曲线采用一个简单的指数曲线并加上一次线性项，用于起到扩展频带的作用。本实施例中，脊曲线的表达式为：

y=exp（0.02769z）+0.00149z（0<z ≤L）;

其中，z为沿所述脊的长度方向上距离脊的起始点的距离，y为脊的宽度；

xOz平面内双脊厚度的变化曲线按照以下规律进行变化。脊厚度x曲线为一个基准厚度加一个三角锯齿函数。本实施例中，脊厚度曲线的表达式为：

x=x₀（0<z≤L/4）;

x=x₁（L/4<z ≤L/2）;

x=x₂（L/2<z ≤3L/4）;

x=x₃（3L/4<z ≤L）;

其中，x₀=2.5mm；x₁=2mm；x₂=1.5mm；x₃=1mm；

基于本实施例中的新型双脊厚度变化结构制作的4.5到50GHz的超宽带喇叭天线，如附图3所示，除厚度变化的双脊以外，其余馈电结构采用本领域技术人员均熟悉的常用结构，并对该天线进行了测试，附图4为双极化超宽带天线的增益曲线，附图5为双极化超宽带天线的天线系数测试曲线，附图6为双极化超宽带天线的驻波测试曲线，附图7为超宽带天线的交叉极化测试曲线。

本实用新型具有以下优点：

1）双脊结构设计简单，加工简单

2）具有高增益，高倍频，低驻波的特点。

Claims (3)

1.一种脊厚度变化的超宽带喇叭天线，包括喇叭天线本体（1），其特征在于：所述喇叭天线本体（1）包括两个呈圆周状排列的脊（2），沿所述脊（2）的长度方向将脊（2）等分成若干个区间，在每一个单独的数学区间内，脊（2）的厚度x按照统一的数学函数进行渐变或按照不同的数学函数进行变化。

2.如权利要求1所述的脊厚度变化的超宽带喇叭天线，其特征在于：每条所述脊（2）的长度为L，沿所述脊（2）的长度方向将脊等分成若4个区间，分别为0到L/4区间，L/4到L/2区间，L/2到3L/4区间，3L/4到L区间。

3.如权利要求2所述的脊厚度变化的超宽带喇叭天线，其特征在于：所述脊（2）的厚度x满足以下函数：

x=x₀（0<z≤L/4）；

x=x₁（L/4<z ≤L/2）;

x=x₂（L/2<z ≤3L/4）;

x=x₃（3L/4<z ≤L）;

其中，z为沿所述脊（2）的长度方向上距离脊的起始点的距离，x₀=2.5mm；x₁=2mm；x₂=1.5mm；x₃=1mm。

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