电小三频多模天线的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电小三频多模天线，属于天线技术领域。
【背景技术】
[0002] 传统的实现电小天线的方法是：在电小天线和现有馈源之间加匹配电路来实现天 线和馈源之间的良好匹配。由电路分析，所述匹配电路是提供一个共轭电抗，从而与电小天 线的电抗物理上相抵消，再通过阻抗变换器将其匹配到现有的50 D或是75 D，从而实现从 源到天线的匹配。该方法的不足之处在于：首先，严格意义上讲，馈电网络也属于天线系统 的一部分，复杂的馈电网络或者说额外的阻抗匹配网络无疑会加大天线的电尺寸；其次，传 统的阻抗匹配网络只能在单一的工作频段改善天线的阻抗特性，无法为天线带来多频、多 模等工作特性。
【发明内容】
[0003] 本发明目的是为了解决传统方法中阻抗匹配网络只能在单一工作频段改善天线 的阻抗特性的问题，提供了一种电小三频多模天线。
[0004] 本发明所述电小三频多模天线，它包括介质板、蝶形单极子和蜿蜒线，介质板的正 面蚀刻蝶形单极子，介质板的背面蚀刻蜿蜒线；
[0005] 蝶形单极子位于介质板的下半段表面上，蝶形单极子由一条水平上边框和两条斜 边框形成等腰三角形，两条斜边框的夹角为蝶形单极子的张角0，0的范围为120度至150 度，所述水平上边框与介质板的水平边框平行，蝶形单极子的馈电高度为h;
[0006] 蜿蜒线由介质板的上水平边框位置起始向下水平边框蛇形蜿蜒形成三个具有开 口结构的长方形，该蜿蜒线沿介质板的水平中线呈镜像对称；
[0007] 通过参数设计使蝶形单极子和蜿蜒线在低频时谐振。
[0008] 所述通过参数设计使蝶形单极子和蜿蜒线在低频时谐振的具体方法是：设置蜿蜒 线在不同工作频率下的电感值；蜿蜒线在不同工作频率下的电感值L m的获得方法为：
[0009] 根据e=eQer，
[0010] 式中e为介质板介电常数，e^为真空介电常数，e^为介质板相对介电常数；
[0011] 贝1J介质板内波阻抗Z。为：
[0012]
[0013] 式中y为介质板磁导率；
[0014] 每段终端短路线的特性阻抗ZQ为：
[0015]
[0016] 式中a为蜿蜒线的相邻横向带条之间的距离，b为蜿蜒线的横向带条的宽度；
[0017]所述终端短路线是由蜿蜒线的所有终端短路的双线传输线串联组成，其中每段终 端短路的双线传输线是将蜿蜒线的相邻横向带条看做由相应的纵向带条在终端短路形成 的双向传输线；
[0018] 每段终端短路线的输入阻抗Zin为：
[0019]
[0020] 式中
是函数:tan(#f)的泰勒级数保留至三阶项的结果；
[0021] 式中0为介质板中电磁波的相移常数，w为蜿蜒线横向带条的长度，
[0022] 则所有终端短路线的输入阻抗为：
[0023]
[0024] 式中N为蜿蜒线的总转弯数，
[0025] 夺形后，获得蜿蜒线的电感倌L为：
[0026]
[0027] 蝶形单极子的馈电点与同轴线的内芯相焊接。
[0028] 本发明的优点：本发明通过宽张角蝶形单极子加载蜿蜒线来改变电小天线的整体 辐射特性，它在实现真正意义电小天线的基础上实现了天线的多模高效率高增益工作。
[0029] 本发明可以在较高频点工作在两种工作模式上，且在这两个工作模式的两个频点 上具有较强的方向性及较高的增益。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明所述电小三频多模天线的正面结构示意图；图中P为馈电点；S为蝶 形单极子的斜边长；
[0031] 图2是图1的右视图；
[0032] 图3是图1的左视图；
[0033] 图4是本发明所述电小三频多模天线的背面结构示意图；图中1为蜿蜒线整体的 纵向长度；
[0034] 图5是将本发明所述电小三频多模天线与铜地板焊接后的正面示意图；
[0035] 图6是将本发明所述电小三频多模天线与铜地板焊接后的背面示意图；；
[0036] 图7是本发明的软件仿真结果Sn图；
[0037] 图8是4. 22GHz远场仿真结果曲线图；
[0038] 图 9 是 4. 22GHzE 面曲线图，phi = 0。；
[0039] 图 10 是 4. 22GHzE 面曲线图，phi = 90。；
[0040] 图11是7. 13GHz远场仿真结果曲线图；
[0041] 图 12 是 7. 13GHzE 面曲线图，phi = 0° ;
[0042] 图 13 是 7. 13GHzE 面曲线图，phi = 90。。
【具体实施方式】
[0043]
【具体实施方式】一：下面结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述电小三频 多模天线，它包括介质板1、蝶形单极子2和蜿蜒线3,介质板1的正面蚀刻蝶形单极子2,介 质板1的背面蚀刻蜿蜒线3 ;
[0044] 蝶形单极子2位于介质板1的下半段表面上，蝶形单极子2由一条水平上边框和 两条斜边框形成等腰三角形，两条斜边框的夹角为蝶形单极子2的张角0，0的范围为120 度至150度，所述水平上边框与介质板1的水平边框平行，蝶形单极子2的馈电高度为h ;
[0045] 蜿蜒线3由介质板1的上水平边框位置起始向下水平边框蛇形蜿蜒形成三个具有 开口结构的长方形，该蜿蜒线3沿介质板1的水平中线呈镜像对称；
[0046] 通过参数设计使蝶形单极子2和蜿蜒线3在低频时谐振。
[0047] 本实施方式中的蝶形单极子2和蜿蜒线3的材质可选择为铜。
[0048] 蝶形单极子2和蜿蜒线3在介质板1上的加工工艺为：首先使介质板1的两侧面 附着上薄铜皮。再通过刻蚀技术，将多余的铜皮腐蚀掉，剩下的铜皮结构即为天线的辐射单 元，对应本实施方式即为蝶形单极子2和蜿蜒线3。
【具体实施方式】 [0049] 二：本实施方式对实施方式一作进一步说明，所述通过参数设计使 蝶形单极子2和蜿蜒线3在低频时谐振的具体方法是：设置蜿蜒线3在不同工作频率下的 电感值；蜿蜒线3在不同工作频率下的电感值L m的获得方法为：
[0050] 根据 e = e。e r，
[0051] 式中e为介质板介电常数，e ^为真空介电常数，e ^为介质板相对介电常数；
[0052] 贝丨J介质板内波阻抗Zc为：
[0053]
[0054] 式中y为介质板磁导率；
[0055] 每段终端短路线的特性阻抗&为：
[0056]
[0057] 式中a为蜿蜒线的相邻横向带条之间的距离，b为蜿蜒线的横向带条的宽度；
[0058] 所述终端短路线是由蜿蜒线3的所有终端短路的双线传输线串联组成，其中每段 终端短路的双线传输线是将蜿蜒线的相邻横向带条看做由相应的纵向带条在终端短路形 成的双向传输线；
[0059] 每段终端短路线的输入阻抗Z1n为：
[0060]
[0061] 式中
是函数tanO^f)的泰勒级数保留至三阶项的结果；
[0062] 式中0为介质板中电磁波的相移常数，w为蜿蜒线横向带条的长度，
[0063] 则所有终端短路线的输入阻抗为：
[0064]
[0065] 式中N为蜿蜒线的总转弯数，
[0066] 变形后，获得蜿蜒线3的电感值Lm为：
[0067]
[0068] 本实施方式欲达到的性能指标为：1、通过公式设计蜿蜒线以使蝶形单极子与蜿 蜒线在低频时谐振来实现电小天线系