一種vhf/uhf平面超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括介質(zhì)基板，設(shè)于介質(zhì)基板正面的輻射體和饋線，及設(shè)于介質(zhì)基板背面的地結(jié)構(gòu)；輻射體為橢圓形，饋線為漸變線（即梯形結(jié)構(gòu)）、與輻射體的徑向方向中心軸線同軸；地結(jié)構(gòu)包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線；長帶狀線上串聯(lián)有間隔分布的第一電阻和第二電阻，短帶狀線上串聯(lián)有第三電阻；地主體為等腰梯形，長帶狀線包括依次相連的首段細(xì)帶狀線、中段粗帶狀線和末段細(xì)帶狀線，末段細(xì)帶狀線上開設(shè)有槽口，短帶狀線為直線、分布于地主體和末段細(xì)帶狀線之間。有益效果：通過將盤錐天線平面化，保留優(yōu)良寬帶特性的同時(shí)，擴(kuò)大天線應(yīng)用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
【專利說明】
一種VHF/UHF平面超寬帶天線
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本實(shí)用新型涉及一種平面天線，特別是涉及一種VHF/UHF平面超寬帶天線，屬于天線技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]VHF/UHF頻段通信通過空間波傳播，具有寬頻帶、高功率、高穩(wěn)定性等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于車載通信、機(jī)載通信、電臺(tái)通信、移動(dòng)通信和廣播電視通信等領(lǐng)域，成為無線電通信系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。
[0003]現(xiàn)今通信技術(shù)中，特別是軍事通信中，由于抗干擾技術(shù)對(duì)于提高通信質(zhì)量具有重要意義，所以VHF/UHF超寬帶技術(shù)一直被大多數(shù)國家進(jìn)行研究開發(fā)，先進(jìn)國家的研發(fā)多數(shù)處于保密狀態(tài)?，F(xiàn)已公布的產(chǎn)品中，比較具有代表性的是美國Shakespeare公司的30-512MHZ超寬帶天線，其天線高度2.6m，駐波比小于3.5，90%頻帶內(nèi)的水平增益大于-3dBi，該天線的綜合性能在同類型產(chǎn)品中是較高的。國內(nèi)對(duì)于此頻段天線的研究也越來越多，雖然也有能夠覆蓋30-512MHZ的天線，例如中國專利文獻(xiàn)(CN202601835U)的天線，工作頻段為30-520MHz，但是它和前面所提及的天線一般都是鞭狀天線，工作于低頻頻段時(shí)都有較高的高度。
[0004]目前，工作于VHF/UHF頻段的現(xiàn)有天線大多是鞭形天線或者立體結(jié)構(gòu)天線，有較高的高度或剖面。雖然傳統(tǒng)立體結(jié)構(gòu)的盤錐天線具有優(yōu)良的寬帶特性，但是鑒于盤錐天線有一定的剖面高度，其應(yīng)用范圍仍容易受到制約。
[0005]所以，能研發(fā)一款工作于VHF/UHF頻段的平面超寬帶天線，在大大降低天線的剖面的同時(shí)，使得小尺寸、低剖面的平面天線更好地安裝于車身或其他移動(dòng)載體上，該課題是有意義的研究。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種VHF/UHF平面超寬帶天線，通過將盤錐天線平面化，保留優(yōu)良寬帶特性的同時(shí)，擴(kuò)大天線應(yīng)用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0008]—種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括長方形的介質(zhì)基板，設(shè)置于介質(zhì)基板正面上的輻射體和饋線，以及設(shè)置于介質(zhì)基板背面上的地結(jié)構(gòu)。
[0009]其中，所述輻射體為橢圓形，輻射體靠近介質(zhì)基板一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質(zhì)基板的長度方向相平行分布;所述饋線為漸變線，饋線的一端與輻射體的邊緣相連、饋線的另一端延伸至介質(zhì)基板另一長邊，饋線的軸長方向與介質(zhì)基板的寬度方向相平行分布、并與輻射體的徑向方向中心軸線同軸。
[0010]其中，所述地結(jié)構(gòu)包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線;所述長帶狀線上串聯(lián)有間隔分布的第一電阻和第二電阻，所述短帶狀線上串聯(lián)有第三電阻。
[0011 ]而且，所述地主體為等腰梯形，地主體的等腰梯形底邊位于介質(zhì)基板另一長邊側(cè)，等腰梯形的垂直中軸線開設(shè)有與饋線相重疊的線槽;所述長帶狀線起始于等腰梯形底邊一側(cè)端、并沿著介質(zhì)基板的周沿環(huán)繞地主體一周、直至結(jié)束于等腰梯形底邊另一側(cè)端，長帶狀線包括依次相連的首段細(xì)帶狀線、中段粗帶狀線和末段細(xì)帶狀線;所述末段細(xì)帶狀線上開設(shè)有槽口，所述槽口分布在介質(zhì)基板的寬度側(cè)邊上并靠近等腰梯形底邊另一側(cè)端;所述短帶狀線為直線，短帶狀線與地主體的線槽相平行設(shè)置、并分布于地主體和末段細(xì)帶狀線之間，短帶狀線的一端與地主體的等腰梯形側(cè)邊相連、短帶狀線的另一端為自由端與輻射體相重疊設(shè)置并通過耦合起到短路枝節(jié)作用。
[0012]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述第一電阻和第二電阻均串聯(lián)于首段細(xì)帶狀線上。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述首段細(xì)帶狀線和末段細(xì)帶狀線的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線的線寬。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述介質(zhì)基板采用FR-4板。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述輻射體、饋線和地結(jié)構(gòu)均為銅皮制作。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述介質(zhì)基板的尺寸為長寬厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射體的橢圓形軸長為I 1cm、橢圓形徑長為14.4cm，所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質(zhì)基板長邊端到輻射體邊緣端由I cm漸變?yōu)?.4cm;所述地主體的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為50.3cm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)和寬邊側(cè)的首段細(xì)帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)的中段粗帶狀線寬度為8cm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)和寬邊側(cè)的末段細(xì)帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，所述短帶狀線寬度為2.5cm，短帶狀線的軸長中心線距離地主體的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm，所述槽口的口徑為2cm;所述第一電阻為150 Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
[0017]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0018]通過將盤錐天線平面化，保留優(yōu)良寬帶特性的同時(shí)，擴(kuò)大天線應(yīng)用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
[0019]上述內(nèi)容僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實(shí)用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的正視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2為本實(shí)用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的后視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3為本實(shí)用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0024]如圖1、圖2及圖3所示，一種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括長方形的介質(zhì)基板I，設(shè)置于介質(zhì)基板I正面上的輻射體2和饋線3，以及設(shè)置于介質(zhì)基板I背面上的地結(jié)構(gòu)。需要說明的是，圖中所標(biāo)識(shí)的尺寸數(shù)字，其單位為_。
[0025]所述輻射體2、饋線3和地結(jié)構(gòu)均為銅皮制作。所述介質(zhì)基板I采用FR-4板制作，其尺寸為長寬厚12()011\80011\0.50110
[0026]所述福射體2為橢圓形，福射體2靠近介質(zhì)基板I一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質(zhì)基板I的長度方向相平行分布。所述輻射體2的橢圓形軸長為110cm、橢圓形徑長為14.4cm。
[0027]所述饋線3為漸變線(即圖中所示的梯形結(jié)構(gòu))，饋線3的一端與輻射體2的邊緣相連、饋線3的另一端延伸至介質(zhì)基板I另一長邊，饋線3的軸長方向與介質(zhì)基板I的寬度方向相平行分布、并與輻射體2的徑向方向中心軸線同軸。所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質(zhì)基板長邊端到輻射體邊緣端由Icm漸變?yōu)?.4cm。
[0028]如圖2所示，所述地結(jié)構(gòu)包括地主體4和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線5和短帶狀線6;所述長帶狀線5上串聯(lián)有間隔分布的第一電阻Rl和第二電阻R2，所述短帶狀線6上串聯(lián)有第三電阻R3。
[0029]所述地主體4為等腰梯形，地主體4的等腰梯形底邊位于介質(zhì)基板I另一長邊側(cè)，等腰梯形的垂直中軸線開設(shè)有與饋線3相重疊的線槽40。所述地主體4的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為50.3cm。
[0030]所述長帶狀線5起始于等腰梯形底邊一側(cè)端、并沿著介質(zhì)基板I的周沿環(huán)繞地主體4 一周、直至結(jié)束于等腰梯形底邊另一側(cè)端，長帶狀線5包括依次相連的首段細(xì)帶狀線51、中段粗帶狀線52和末段細(xì)帶狀線53;所述末段細(xì)帶狀線53上開設(shè)有槽口 50，所述槽口 50分布在介質(zhì)基板I的寬度側(cè)邊上并靠近等腰梯形底邊另一側(cè)端。位于介質(zhì)基板I長邊側(cè)和寬邊側(cè)的首段細(xì)帶狀線51寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質(zhì)基板I長邊側(cè)的中段粗帶狀線52寬度為8cm，位于介質(zhì)基板I長邊側(cè)和寬邊側(cè)的末段細(xì)帶狀線53寬度分別為3.4cm和lcm，所述槽口50的口徑為2cm;即所述首段細(xì)帶狀線51和末段細(xì)帶狀線53的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線52的線寬。
[0031]所述第一電阻Rl和第二電阻R2均串聯(lián)于首段細(xì)帶狀線51上。所述第一電阻為150Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
[0032]所述短帶狀線6為直線，短帶狀線6與地主體4的線槽40相平行設(shè)置、并分布于地主體4和末段細(xì)帶狀線53之間，短帶狀線6的一端與地主體4的等腰梯形側(cè)邊相連、短帶狀線6的另一端為自由端與輻射體2相重疊設(shè)置并通過耦合起到短路枝節(jié)作用。所述短帶狀線6寬度為2.5cm，短帶狀線6的軸長中心線距離地主體4的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm。
[0033]通過在FR-4基板上貼覆銅皮來制作出本實(shí)用新型的平面超寬帶天線，利用N9918A矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)實(shí)際制作的天線進(jìn)行實(shí)測獲得實(shí)際天線在水平方向的方向圖；并利用電磁仿真軟件HFSS15.0優(yōu)化設(shè)計(jì)得到仿真模型，對(duì)仿真模型進(jìn)行仿真得到仿真天線方向圖；將實(shí)測方向圖與仿真得到的方向圖進(jìn)行對(duì)比，得出本實(shí)用新型制成的天線較小尺寸為120011\80011\0.5011，其工作頻段達(dá)到30-60(^!^，駐波彡2;其中30-64]\0^時(shí)增益大于-25dB小于-1OdB ； 64MHz以上時(shí)，增益大于-1OdB ； 80MHz以上時(shí)，增益大于_6dB ； 10MHz以上時(shí)，增益大于_3dB。所以，本實(shí)用新型的VHF/UHF平面超寬帶天線不僅尺寸小，而且具有較好的全向特性。
[0034]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:包括長方形的介質(zhì)基板，設(shè)置于介質(zhì)基板正面上的輻射體和饋線，以及設(shè)置于介質(zhì)基板背面上的地結(jié)構(gòu)； 所述輻射體為橢圓形，輻射體靠近介質(zhì)基板一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質(zhì)基板的長度方向相平行分布;所述饋線為漸變線，饋線的一端與輻射體的邊緣相連、饋線的另一端延伸至介質(zhì)基板另一長邊，饋線的軸長方向與介質(zhì)基板的寬度方向相平行分布、并與輻射體的徑向方向中心軸線同軸； 所述地結(jié)構(gòu)包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線;所述長帶狀線上串聯(lián)有間隔分布的第一電阻和第二電阻，所述短帶狀線上串聯(lián)有第三電阻； 所述地主體為等腰梯形，地主體的等腰梯形底邊位于介質(zhì)基板另一長邊側(cè)，等腰梯形的垂直中軸線開設(shè)有與饋線相重疊的線槽； 所述長帶狀線起始于等腰梯形底邊一側(cè)端、并沿著介質(zhì)基板的周沿環(huán)繞地主體一周、直至結(jié)束于等腰梯形底邊另一側(cè)端，長帶狀線包括依次相連的首段細(xì)帶狀線、中段粗帶狀線和末段細(xì)帶狀線;所述末段細(xì)帶狀線上開設(shè)有槽口，所述槽口分布在介質(zhì)基板的寬度側(cè)邊上并靠近等腰梯形底邊另一側(cè)端； 所述短帶狀線為直線，短帶狀線與地主體的線槽相平行設(shè)置、并分布于地主體和末段細(xì)帶狀線之間，短帶狀線的一端與地主體的等腰梯形側(cè)邊相連、短帶狀線的另一端為自由端與輻射體相重疊設(shè)置并通過耦合起到短路枝節(jié)作用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述第一電阻和第二電阻均串聯(lián)于首段細(xì)帶狀線上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述首段細(xì)帶狀線和末段細(xì)帶狀線的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線的線寬。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述介質(zhì)基板采用FR-4板。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述輻射體、饋線和地結(jié)構(gòu)均為銅皮制作。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述介質(zhì)基板的尺寸為長寬厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射體的橢圓形軸長為110cm、橢圓形徑長為.14.4cm,所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質(zhì)基板長邊端到福射體邊緣端由I cm漸變?yōu)?.4cm； 所述地主體的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為.50.3cm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)和寬邊側(cè)的首段細(xì)帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)的中段粗帶狀線寬度為8cm，位于介質(zhì)基板長邊側(cè)和寬邊側(cè)的末段細(xì)帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，所述短帶狀線寬度為2.5cm，短帶狀線的軸長中心線距離地主體的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm，所述槽口的口徑為2cm; 所述第一電阻為150 Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
【文檔編號(hào)】H01Q5/328GK205583135SQ201620382116
【公開日】2016年9月14日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】文舸, 文舸一, 王身云, 劉咸陽
【申請(qǐng)人】南京信息工程大學(xué)