一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线的制作方法

文档序号:9890260
一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种天线,具体涉及一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线。
【背景技术】
[0002]天线是无线通信领域中最重要的部件之一,主要的功能是接收发射电磁波。随着社会的发展,科技的进步,无线电的应用频段也被不断地扩展,进而促进了超宽带电磁学的产生。在超宽带频段内,作为超宽带无线电系统中不可缺少的一员,超宽带天线的研究也因此变得相当有意义。
[0003]一些工作在UHF波段的无线通信产品(譬如中国移动多媒体广播(CMMB)),因为信号波长较长,而且带宽跨度大,为了有效接收信号,需要采用较大的天线,实际工程中一般大多采用拉杆天线,这显然不利设备的便携。印刷天线是天线小型化技术的一个主要方向,开展印刷结构的UHF天线宽频带、小型化研究是一件有意义的工作。论文“一种宽带UHF印刷偶极子天线的设计”公开的印刷天线体积较大且频带宽度较小,而且此论文所述的天线无法兼顾高频特性。专利号为1988258A公开了一种双锥天线,天线虽然具有双工作频段但是体积太大,不利设备的便携。

【发明内容】

[0004]为了解决平面双锥天线在0.37GHz-0.91GHz频段体积较大且频带宽度窄以及无法兼顾高频2.11GHZ-2.57 GHz特性的技术问题,本发明提供了一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线。
[0005]为解决上述技术问题,本发明提供一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,包括基板和固定在基板上的平面双锥形天线本体,所述平面双锥形天线本体的外周设有外围枝节,所述外围枝节包括4个枝节单元,所述枝节单元对称分布在所述天线本体的两侦U,所述枝节单元与所述天线本体之间设有附加枝节,所述附加枝节包括2个枝节一和2个枝节二,2个所述枝节一分布在对角的2个枝节单元上,2个所述枝节二分布在其余的2个枝节单元上;所述枝节单元包括一段和二段,所述一段垂直于天线本体的锥体的高,且所述一段的一端与锥体的腰相连,另一端与所述二段的一端相连,所述二段的另一端与所述锥体的底角相连;所述枝节一包括一节和二节,所述枝节二包括三节和四节,所述一节、二节、三节、四节均与所述一段平行。
[0006]进一步,所述外围枝节和附加枝节的宽度均为l_4mm。
[0007]进一步,所述外围枝节和附加枝节的宽度均为3mm。
[0008]进一步,所述一段距离天线本体中心的垂直距离为2-3.5mm。
[0009]进一步,所述一节距离天线本体中心的垂直距离为28-32mm。
[00? O]进一步,所述一段的长度为68.6mm,所述一节的长度为52.5mm,所述二节的长度为33.5mm,所述三节的长度为46.7mm,所述四节的长度为25mm。[0011 ] 进一步,所述基板的尺寸为252.8mm X 150mmX 0.5mm。
[0012]进一步,所述基板的材质为FR-4环氧玻璃纤维板。
[0013]进一步,所述天线本体、外围枝节和附加枝节的材质均为铜。
[0014]本发明所达到的有益技术效果:本发明提供的一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,该天线在天线本体外围附加对称的外围枝节,使天线上形成新的电流通路来增加电长度从而达到减小天线的尺寸和拓宽频带宽度的目的;在外围枝节与天线本体之间增加关于天线中心对称的附加枝节,这样可以进一步增加新的电流通路并调节天线整体阻抗匹配,从而得到符合Sll参数要求(小于-1OdB)的高频段,实现天线的双工作频段。
【附图说明】
[0015]图1本发明俯视结构示意图;
图2本发明Sll参数折线图;
图3本发明增益折线图;
图4本发明xoz平面和yoz平面福射方向图;
图5本发明之外围枝节和附加枝节端口对Sll参数的影响曲线图;
图6本发明之一段距离天线本体中心的垂直距离对S11参数的影响曲线图;
图7本发明之一节距离天线本体中心的垂直距离对Sll参数的影响曲线图。
[0016]其中:I基板;2—段;3二段;4一节;5二节;6三节;7四节;8天线本体;9馈电端口。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
[0018]如图1所示,本发明提供一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,包括基板I和固定在基板上的平面双锥形天线本体8,所述平面双锥形天线本体8的外周设有外围枝节,所述外围枝节包括4个枝节单元,所述枝节单元对称分布在所述天线本体8的两侧,所述枝节单元与所述天线本体8之间设有附加枝节,所述附加枝节包括2个枝节一和2个枝节二,2个所述枝节一分布在对角的2个枝节单元上,2个所述枝节二分布在其余的2个枝节单元上;所述枝节单元包括一段2和二段3,所述一段2垂直于天线本体8的锥体的高,且所述一段2的一端与锥体的腰相连,另一端与所述二段3的一端相连,所述二段3的另一端与所述锥体的底角相连;所述枝节一包括一节4和二节5,所述枝节二包括三节6和四节7,所述一节
4、二节5、三节6、四节7均与所述一段2平行。
[0019]该天线在天线本体8外围附加对称的外围枝节,使天线上形成新的电流通路来增加电长度从而减小天线的尺寸和拓宽频带宽度;在外围枝节与天线本体之间增加关于天线中心对称的附加枝节,这样可以增加新的电流通路调节匹配从而得到符合Sll参数要求(-1OdB)的高频段,实现天线的双工作频段。图2为Sll参数折线图,即回波损耗参数折线图,从图2可知,该天线的SI I参数在-1OdB以下的频带为0.37GHz-0.91GHz和2.1 lGHz-2.57 GHz。在这两个频带内,该天线具有良好的阻抗匹配和辐射特性;图3为本发明增益折线图,从图3可知,该天线的增益在低频段(0.37GHz-0.91GHz)内从0.67dBi到2.8dBi直线上升,而在高频段(2.1 lGHz-2.57GHz )内在2.09dBi到2.94dBi范围内波动;图4为本发明xoz平面和yoz平面辐射方向图,从图4可知,xoz平面辐射方向近似全向性,yoz平面辐射方向主要集中在285度一 75度和105度一255度这两个范围之间,其中,x、y方向如图1所示。
[0020]众所周知,天线Sll参数特性各种因素的影响,在本文中,具体公开了外围枝节和附加枝节宽度、一段和一节距离天线本体中心的垂直距离对天线Sll参数特性的影响;因此,所以当所述外围枝节和附加枝节的宽度Wi均为1-4mm时,天线的S11参数特性均较好,尤其,当外围枝节和附加枝节的宽度W1均为3mm时,天线的SI I参数特性均为最佳,如图5所示。所述一段2距离天线本体中心的垂直距离为2-3.5mm,天线的Sll参数特性均较好,尤其,当一段2距离天线本体中心的垂直距离为2.5mm时,天线的Sll参数特性均最好,如图6所示。所述一节4距离天线本体中心的垂直距离为28-32mm时,距离的改变对UHF低频段影响很小,但是对覆盖在2.4GHz左右的高频段频带的影响较大,天线的Sll参数特性较好,当垂直距离为30mm时,天线的SI I参数特性最好,如图7所示。
[0021]本发明所述基板I的长度Ls为252.8mm、宽Ws为150mm、厚度H为0.5mm,天线本体8的锥体的底边L为130mm、高W为120mm;枝节单元中:一段2的长度Li为68.6mm,附加枝节中,一节4的长度L2为52.5mm、二节5的长度L3为33.5mm、三节6的长度L4为46.7mm、四节7的长度L5为25mm;通过在天线本体8的外围增加外围枝节和附加枝节来增加电长度,从而缩小了天线的整体尺寸,
另外,所述基板I的材质为FR-4环氧玻璃纤维板,所述天线本体8、外围枝节和附加枝节的材质均为铜,从而大大降低了本发明的制作成本。
[0022]以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:包括基板和固定在基板上的平面双锥形天线本体,所述平面双锥形天线本体的外周设有外围枝节,所述外围枝节包括4个枝节单元,所述枝节单元对称分布在所述天线本体的两侧,所述枝节单元与所述天线本体之间设有附加枝节,所述附加枝节包括2个枝节一和2个枝节二,2个所述枝节一分布在对角的2个枝节单元上,2个所述枝节二分布在其余的2个枝节单元上;所述枝节单元包括一段和二段,所述一段垂直于天线本体的锥体的高,且所述一段的一端与锥体的腰相连,另一端与所述二段的一端相连,所述二段的另一端与所述锥体的底角相连;所述枝节一包括一节和二节,所述枝节二包括三节和四节,所述一节、二节、三节、四节均与所述一段平行。2.根据权利要求1所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述外围枝节和附加枝节的宽度均为l-4mm。3.根据权利要求2所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述外围枝节和附加枝节的宽度均为3mm。4.根据权利要求1所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述一段距离天线本体中心的垂直距离为2-3.5mm。5.根据权利要求1所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述一节距离天线本体中心的垂直距离为28-32mm。6.根据权利要求1所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述一段的长度为68.6mm,所述一节的长度为52.5mm,所述二节的长度为33.5mm,所述三节的长度为46.7mm,所述四节的长度为25mm。7.根据权利要求1-6任一项所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述基板的尺寸为252.8mm X 150mm X 0.5mm。8.根据权利要求1-6任一项所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述基板的材质为FR-4环氧玻璃纤维板。9.根据权利要求1-6任一项所述的具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,其特征在于:所述天线本体、外围枝节和附加枝节的材质均为铜。
【专利摘要】本发明提供一种具有外围及对称枝节的平面双锥超宽带天线,该天线在天线本体外围附加对称的外围枝节,使天线上形成新的电流通路来增加电长度从而达到减小天线的尺寸和拓宽频带宽度的目的;在外围枝节与天线本体之间增加关于天线中心对称的附加枝节,这样可以进一步增加新的电流通路并调节天线整体阻抗匹配,从而得到符合S11参数要求(小于-10dB)的高频段,实现天线的双工作频段。
【IPC分类】H01Q5/20, H01Q1/36, H01Q5/364
【公开号】CN105655694
【申请号】
【发明人】杨凌升, 李春, 程铋峪
【申请人】南京信息工程大学
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2016年3月23日
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