一种vhf/uhf平面超宽带天线的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种VHF/UHF平面超宽带天线，包括介质基板，设于介质基板正面的辐射体和馈线，及设于介质基板背面的地结构；辐射体为椭圆形，馈线为渐变线（即梯形结构）、与辐射体的径向方向中心轴线同轴；地结构包括地主体和两条带状线，两条带状线分别为长带状线和短带状线；长带状线上串联有间隔分布的第一电阻和第二电阻，短带状线上串联有第三电阻；地主体为等腰梯形，长带状线包括依次相连的首段细带状线、中段粗带状线和末段细带状线，末段细带状线上开设有槽口，短带状线为直线、分布于地主体和末段细带状线之间。有益效果：通过将盘锥天线平面化，保留优良宽带特性的同时，扩大天线应用范围，以及尺寸小、具有较好的全向特性。
【专利说明】
一种VHF/UHF平面超宽带天线
技术领域
[0001 ]本实用新型涉及一种平面天线，特别是涉及一种VHF/UHF平面超宽带天线，属于天线技术领域。
【背景技术】
[0002]VHF/UHF频段通信通过空间波传播，具有宽频带、高功率、高稳定性等特点，广泛应用于车载通信、机载通信、电台通信、移动通信和广播电视通信等领域，成为无线电通信系统中的一个重要组成部分。
[0003]现今通信技术中，特别是军事通信中，由于抗干扰技术对于提高通信质量具有重要意义，所以VHF/UHF超宽带技术一直被大多数国家进行研究开发，先进国家的研发多数处于保密状态。现已公布的产品中，比较具有代表性的是美国Shakespeare公司的30-512MHZ超宽带天线，其天线高度2.6m，驻波比小于3.5，90%频带内的水平增益大于-3dBi，该天线的综合性能在同类型产品中是较高的。国内对于此频段天线的研究也越来越多，虽然也有能够覆盖30-512MHZ的天线，例如中国专利文献(CN202601835U)的天线，工作频段为30-520MHz，但是它和前面所提及的天线一般都是鞭状天线，工作于低频频段时都有较高的高度。
[0004]目前，工作于VHF/UHF频段的现有天线大多是鞭形天线或者立体结构天线，有较高的高度或剖面。虽然传统立体结构的盘锥天线具有优良的宽带特性，但是鉴于盘锥天线有一定的剖面高度，其应用范围仍容易受到制约。
[0005]所以，能研发一款工作于VHF/UHF频段的平面超宽带天线，在大大降低天线的剖面的同时，使得小尺寸、低剖面的平面天线更好地安装于车身或其他移动载体上，该课题是有意义的研究。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种VHF/UHF平面超宽带天线，通过将盘锥天线平面化，保留优良宽带特性的同时，扩大天线应用范围，以及尺寸小、具有较好的全向特性。
[0007]为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是:
[0008]—种VHF/UHF平面超宽带天线，包括长方形的介质基板，设置于介质基板正面上的辐射体和馈线，以及设置于介质基板背面上的地结构。
[0009]其中，所述辐射体为椭圆形，辐射体靠近介质基板一长边分布，椭圆形的轴长方向与介质基板的长度方向相平行分布;所述馈线为渐变线，馈线的一端与辐射体的边缘相连、馈线的另一端延伸至介质基板另一长边，馈线的轴长方向与介质基板的宽度方向相平行分布、并与辐射体的径向方向中心轴线同轴。
[0010]其中，所述地结构包括地主体和两条带状线，两条带状线分别为长带状线和短带状线;所述长带状线上串联有间隔分布的第一电阻和第二电阻，所述短带状线上串联有第三电阻。
[0011 ]而且，所述地主体为等腰梯形，地主体的等腰梯形底边位于介质基板另一长边侧，等腰梯形的垂直中轴线开设有与馈线相重叠的线槽;所述长带状线起始于等腰梯形底边一侧端、并沿着介质基板的周沿环绕地主体一周、直至结束于等腰梯形底边另一侧端，长带状线包括依次相连的首段细带状线、中段粗带状线和末段细带状线;所述末段细带状线上开设有槽口，所述槽口分布在介质基板的宽度侧边上并靠近等腰梯形底边另一侧端;所述短带状线为直线，短带状线与地主体的线槽相平行设置、并分布于地主体和末段细带状线之间，短带状线的一端与地主体的等腰梯形侧边相连、短带状线的另一端为自由端与辐射体相重叠设置并通过耦合起到短路枝节作用。
[0012]本实用新型进一步设置为:所述第一电阻和第二电阻均串联于首段细带状线上。
[0013]本实用新型进一步设置为:所述首段细带状线和末段细带状线的线宽相等，并均小于中段粗带状线的线宽。
[0014]本实用新型进一步设置为:所述介质基板采用FR-4板。
[0015]本实用新型进一步设置为:所述辐射体、馈线和地结构均为铜皮制作。
[0016]本实用新型进一步设置为:所述介质基板的尺寸为长宽厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射体的椭圆形轴长为I 1cm、椭圆形径长为14.4cm，所述馈线的尺寸为长55.4 cm、宽度自介质基板长边端到辐射体边缘端由I cm渐变为0.4cm;所述地主体的等腰梯形底边长为104.4cm、等腰梯形顶边长为14cm、等腰梯形高为50.3cm，位于介质基板长边侧和宽边侧的首段细带状线宽度分别为3.4cm和lcm，位于介质基板长边侧的中段粗带状线宽度为8cm，位于介质基板长边侧和宽边侧的末段细带状线宽度分别为3.4cm和lcm，所述短带状线宽度为2.5cm，短带状线的轴长中心线距离地主体的等腰梯形垂直中轴线为40.4cm，所述槽口的口径为2cm;所述第一电阻为150 Ω，所述第二电阻为68 Ω，所述第三电阻为100 Ω。
[0017]与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是:
[0018]通过将盘锥天线平面化，保留优良宽带特性的同时，扩大天线应用范围，以及尺寸小、具有较好的全向特性。
[0019]上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型一种VHF/UHF平面超宽带天线的正视结构示意图；
[0021]图2为本实用新型一种VHF/UHF平面超宽带天线的后视结构示意图；
[0022]图3为本实用新型一种VHF/UHF平面超宽带天线的侧视结构示意图。
【具体实施方式】
[0023]下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。
[0024]如图1、图2及图3所示，一种VHF/UHF平面超宽带天线，包括长方形的介质基板I，设置于介质基板I正面上的辐射体2和馈线3，以及设置于介质基板I背面上的地结构。需要说明的是，图中所标识的尺寸数字，其单位为_。
[0025]所述辐射体2、馈线3和地结构均为铜皮制作。所述介质基板I采用FR-4板制作，其尺寸为长宽厚12()011\80011\0.50110
[0026]所述福射体2为椭圆形，福射体2靠近介质基板I一长边分布，椭圆形的轴长方向与介质基板I的长度方向相平行分布。所述辐射体2的椭圆形轴长为110cm、椭圆形径长为14.4cm。
[0027]所述馈线3为渐变线(即图中所示的梯形结构)，馈线3的一端与辐射体2的边缘相连、馈线3的另一端延伸至介质基板I另一长边，馈线3的轴长方向与介质基板I的宽度方向相平行分布、并与辐射体2的径向方向中心轴线同轴。所述馈线的尺寸为长55.4 cm、宽度自介质基板长边端到辐射体边缘端由Icm渐变为0.4cm。
[0028]如图2所示，所述地结构包括地主体4和两条带状线，两条带状线分别为长带状线5和短带状线6;所述长带状线5上串联有间隔分布的第一电阻Rl和第二电阻R2，所述短带状线6上串联有第三电阻R3。
[0029]所述地主体4为等腰梯形，地主体4的等腰梯形底边位于介质基板I另一长边侧，等腰梯形的垂直中轴线开设有与馈线3相重叠的线槽40。所述地主体4的等腰梯形底边长为104.4cm、等腰梯形顶边长为14cm、等腰梯形高为50.3cm。
[0030]所述长带状线5起始于等腰梯形底边一侧端、并沿着介质基板I的周沿环绕地主体4 一周、直至结束于等腰梯形底边另一侧端，长带状线5包括依次相连的首段细带状线51、中段粗带状线52和末段细带状线53;所述末段细带状线53上开设有槽口 50，所述槽口 50分布在介质基板I的宽度侧边上并靠近等腰梯形底边另一侧端。位于介质基板I长边侧和宽边侧的首段细带状线51宽度分别为3.4cm和lcm，位于介质基板I长边侧的中段粗带状线52宽度为8cm，位于介质基板I长边侧和宽边侧的末段细带状线53宽度分别为3.4cm和lcm，所述槽口50的口径为2cm;即所述首段细带状线51和末段细带状线53的线宽相等，并均小于中段粗带状线52的线宽。
[0031]所述第一电阻Rl和第二电阻R2均串联于首段细带状线51上。所述第一电阻为150Ω，所述第二电阻为68 Ω，所述第三电阻为100 Ω。
[0032]所述短带状线6为直线，短带状线6与地主体4的线槽40相平行设置、并分布于地主体4和末段细带状线53之间，短带状线6的一端与地主体4的等腰梯形侧边相连、短带状线6的另一端为自由端与辐射体2相重叠设置并通过耦合起到短路枝节作用。所述短带状线6宽度为2.5cm，短带状线6的轴长中心线距离地主体4的等腰梯形垂直中轴线为40.4cm。
[0033]通过在FR-4基板上贴覆铜皮来制作出本实用新型的平面超宽带天线，利用N9918A矢量网络分析仪对实际制作的天线进行实测获得实际天线在水平方向的方向图；并利用电磁仿真软件HFSS15.0优化设计得到仿真模型，对仿真模型进行仿真得到仿真天线方向图；将实测方向图与仿真得到的方向图进行对比，得出本实用新型制成的天线较小尺寸为120011\80011\0.5011，其工作频段达到30-60(^!^，驻波彡2;其中30-64]\0^时增益大于-25dB小于-1OdB ； 64MHz以上时，增益大于-1OdB ； 80MHz以上时，增益大于_6dB ； 10MHz以上时，增益大于_3dB。所以，本实用新型的VHF/UHF平面超宽带天线不仅尺寸小，而且具有较好的全向特性。
[0034]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【主权项】
1.一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:包括长方形的介质基板，设置于介质基板正面上的辐射体和馈线，以及设置于介质基板背面上的地结构； 所述辐射体为椭圆形，辐射体靠近介质基板一长边分布，椭圆形的轴长方向与介质基板的长度方向相平行分布;所述馈线为渐变线，馈线的一端与辐射体的边缘相连、馈线的另一端延伸至介质基板另一长边，馈线的轴长方向与介质基板的宽度方向相平行分布、并与辐射体的径向方向中心轴线同轴； 所述地结构包括地主体和两条带状线，两条带状线分别为长带状线和短带状线;所述长带状线上串联有间隔分布的第一电阻和第二电阻，所述短带状线上串联有第三电阻； 所述地主体为等腰梯形，地主体的等腰梯形底边位于介质基板另一长边侧，等腰梯形的垂直中轴线开设有与馈线相重叠的线槽； 所述长带状线起始于等腰梯形底边一侧端、并沿着介质基板的周沿环绕地主体一周、直至结束于等腰梯形底边另一侧端，长带状线包括依次相连的首段细带状线、中段粗带状线和末段细带状线;所述末段细带状线上开设有槽口，所述槽口分布在介质基板的宽度侧边上并靠近等腰梯形底边另一侧端； 所述短带状线为直线，短带状线与地主体的线槽相平行设置、并分布于地主体和末段细带状线之间，短带状线的一端与地主体的等腰梯形侧边相连、短带状线的另一端为自由端与辐射体相重叠设置并通过耦合起到短路枝节作用。2.根据权利要求1所述的一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:所述第一电阻和第二电阻均串联于首段细带状线上。3.根据权利要求1所述的一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:所述首段细带状线和末段细带状线的线宽相等，并均小于中段粗带状线的线宽。4.根据权利要求1所述的一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:所述介质基板采用FR-4板。5.根据权利要求1所述的一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:所述辐射体、馈线和地结构均为铜皮制作。6.根据权利要求1所述的一种VHF/UHF平面超宽带天线，其特征在于:所述介质基板的尺寸为长宽厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射体的椭圆形轴长为110cm、椭圆形径长为.14.4cm,所述馈线的尺寸为长55.4 cm、宽度自介质基板长边端到福射体边缘端由I cm渐变为0.4cm； 所述地主体的等腰梯形底边长为104.4cm、等腰梯形顶边长为14cm、等腰梯形高为.50.3cm，位于介质基板长边侧和宽边侧的首段细带状线宽度分别为3.4cm和lcm，位于介质基板长边侧的中段粗带状线宽度为8cm，位于介质基板长边侧和宽边侧的末段细带状线宽度分别为3.4cm和lcm，所述短带状线宽度为2.5cm，短带状线的轴长中心线距离地主体的等腰梯形垂直中轴线为40.4cm，所述槽口的口径为2cm; 所述第一电阻为150 Ω，所述第二电阻为68 Ω，所述第三电阻为100 Ω。
【文档编号】H01Q5/328GK205583135SQ201620382116
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月29日
【发明人】文舸, 文舸一, 王身云, 刘咸阳
【申请人】南京信息工程大学