[發明專利]一種甚高頻寬帶全向雷達天線

無效

• 申請號: 201110443471.6
• 申請日: 2011-12-27
• 公開（公告）號: CN103187633A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 史艷梅;王建;鄧宓原;胡大成;蔣楠
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H01Q19/10
• 分類號: H01Q19/10;H01Q21/00;H01Q1/38;H01Q17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及天線技術領域，具體來說是一種甚高頻寬帶全向雷達天線。

背景技術

隨著無線通信技術的飛速發展，天線已成為通訊設備的關鍵性器件，對于通信質量的起著決定性的作用，對于廣播、電視等業務，在要求天線實現寬帶的同時，也在要求天線小型化，全向輻射。天線的性能是與自由空間的工作波長密切相關的，從理論上講，天線的工作頻率越低，波長越長，天線的尺寸也必須相應的增加。從這種意義上來說，天線的小型化是很難實現的，減小天線的尺寸，必會使得天線的其他一些性能惡化，使得天線的接受性能變差，但是通過改變天線的外形結構等可以有效改善天線的電屬性，而且在很多情況下，也可以通過適當犧牲天線在某些方面的性能指標獲得較小尺寸。

如今國內外天線寬帶技術和小型化技術的研究涉及面很寬，為了實現天線寬帶化，可以從原理上，結構上，材料或者從技術措施上來改進天線的性能，增加天線的帶寬。

發明內容

在廣播、電視、航天等應用中，天線的尺寸大小，重量、造價、性能、安裝難易和空氣動力學形態等都受到限制，這時就需要低剖面的天線。微帶天線可以滿足這些要求。但是微帶天線的主要缺點是效率低，承受功率低，頻帶很窄。為了讓甚高頻天線具有寬帶全向特性，我們希望有一種天線能夠盡可能的滿足要求并且能夠實現小型化。

本發明設計的寬帶全向天線工作在甚高頻，頻帶寬度達到了66.7％，天線的尺寸也比較小，在空間中也實現了全向特性，也便于對天線各個方向控制。這種天線采用微帶耦合饋線向開縫橢圓偶極子貼片天線饋電，梯形反射腔使得4個單元天線之間的結構緊湊，便于安裝，易于加工。

附圖說明

圖1為本發明天線單元的透視三維圖

圖2為本發明寬帶全向雷達天線的俯視圖

圖3為本發明寬帶全向雷達天線的斜視圖

圖4為本發明-寬帶全向雷達天線35MHz-70MHz頻段范圍內的駐波系數VSWR

圖5為本發明-寬帶全向雷達天線在極坐標系下的增益方向圖

基本原理：

這種全向天線是由微帶偶極子天線轉化而來的，橢圓偶極子貼片，通過沿著短軸方向剪掉一部分下橢圓輻射結構從而改變其與上橢圓之間的槽線結構，微帶線與偶極子槽線之間的饋電用到了耦合結構，可以有效降低饋電對天線輻射性能的影響。在橢圓偶極子貼片上開縫取流，開縫貼片上的電流不同于常規貼片上的電流，電流路徑增長，產生一個新的較低頻率的諧振點，從而展寬了微帶天線的帶寬，一般的貼片天線都是全向輻射，但是這種全向輻射特性，必定是同時接收或同時發射的，對于方向性的控制不太好，將4個單元天線環繞圍成一圈，組成的全向天線，不僅可以實現全向特性，而且可以對天線的各個方向進行控制。

具體實施方式

下面結合附圖，對本發明寬帶全向天線為實現寬帶、小型化、全向的技術問題所采取的方法做進一步說明：

如圖1所示，本發明全向雷達天線單元天線是由介質板1，開縫剪切橢圓偶極子貼片2，微帶耦合饋線3，帶吸波材料的反射腔4構成。介質基板采用相對介電常數為ε_r＝10.2的材料制作，開縫橢圓偶極子貼片，微帶耦合饋線、反射腔均由金屬材料制作。

介質基板的尺寸為1696×1570×2mm3，橢圓偶極子貼片的長軸尺寸為765mm，短軸為437mm，上橢圓上兩個較短的縫隙的中心線的長度為137.4mm，較長縫隙為176.3mm。下橢圓部分對其短軸部分進行了修改，剪切掉一部分，從而改變其與上橢圓之間的槽線結構。兩橢圓之間的間距為35mm，下橢圓部分較長的縫隙為190mm，較短的縫隙為115mm，縫隙的寬度都是15mm，圓形縫隙的直徑為60mm，微帶耦合饋線寬度為1.6mm，饋線一端的扇形角度為90度，半徑為80mm，反射腔的高度為615mm，在反射腔的底部面積為687×1570mm2，反射腔的兩個側面不封閉，若在這兩個面上加上反射板，天線的駐波會上升。這是由于側面的輻射會被天線反射腔兩面金屬板多次反射，相互疊加，使得天線饋電點收到的波形增大，影響天線輸入端口的阻抗匹配。反射腔采用梯形結構，在4個單元天線圍成的全向雷達天線中心形成了一個方形柱間隙，這個間隙可以用于安裝固定天線。

吸波材料，選取相對磁導率μ_r＝60，磁損耗角正切tanδ_u＝0.5的吸波材料，吸波材料的厚度為6mm，市場上的IRJ09可以滿足這種材料的要求。

在具體應用中，具體的尺寸不一定與上文所述的完全一致，可以調節橢圓偶極子貼片間的間距，以及剪切后的下橢圓的寬度。