[發明專利]單極子天線及天線系統

有效

• 申請號: 201310676154.8
• 申請日: 2013-12-11
• 公開（公告）號: CN103746189A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 黃曉霞;談宇光;毛成華;呂婧;肖鐘凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: H01Q9/30
• 分類號: H01Q9/30;H01Q1/36;H01Q1/48
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于通訊領域，尤其涉及一種單極子天線及天線系統。

背景技術

目前，隨著高頻衛星通信系統、雷達、無線通信系統，尤其是全球3G和4G網絡建設的飛速發展，對天線的要求也越來越高。一方面，需要使天線能夠工作在多個頻帶，具有多種工作模式并具有良好的傳輸性能。另一方面，又要減輕天線的重量、減小天線體積并降低成本。正是由于這樣的需求，寬頻天線的概念被提出并得到蓬勃發展。對數周期偶極子天線作為非頻變天線家族中能在特定頻段構成一種特征參數相對不變的天線而應用廣泛，是在各種檢測與實驗中的不二選擇，但是該類型天線結構復雜龐大，應用時常受空間和價格限制。

而另外，對頻率要求連續性高的對數周期單極子天線陣列來說，長短不一的輻射單元不但多，生產流程工藝復雜易錯，成品率不高。

發明內容

基于此，有必要提供一種結構簡單、體積小、寬頻的單極子天線。

一種單極子天線，布設于基板或獨立設置，包括：

輻射面，具有平行且相對設置的第一側邊和第二側邊、垂直耦接于所述第一側邊和第二側邊的第一端之間的直角邊和耦接在所述第一側邊和第二側邊的第二端之間的第四邊；

頻率引線，位于所述輻射面的所述第一側邊和第二側邊兩側并與該第一側邊和第二側邊分別耦接，該頻率引線改變所述輻射面的電流分布以拓寬頻率；

接地部，與所述輻射面的直角邊相對，且兩端與所述頻率引線耦接。

在其中一個實施例中，所述頻率引線包括分別與所述第一側邊和第二側邊平行相對的第一引線和第二引線，所述第一引線和第二引線的第一端與所述第一側邊和第二側邊的第一端在同一直線，所述第一引線和第二引線的第二端與所述輻射面的直角邊在同一直線，并分別與所述第一側邊和第二側邊耦接。

在其中一個實施例中，所述頻率引線包括還包括第三引線和第四引線，所述第一引線的第二端通過所述第三引線耦接至所述第一側邊和所述接地部的一端，所述第二引線的第二端通過所述第四引線耦接至所述第二側邊所述接地部的另一端。

在其中一個實施例中，所述第三引線和第四引線與所述輻射面的直角邊在同一直線上。

在其中一個實施例中，所述接地部具有一長邊，該長邊與所述輻射面的直角邊以縫隙相隔平行，所述接地部的長邊長度大于所述第一引線和第二引線之間的距離。

在其中一個實施例中，所述第一側邊的長度小于所述第二側邊的長度，所述第一引線和所述第一側邊的距離小于所述第二引線和所述第二側邊的距離。

在其中一個實施例中，所述第二側邊的長度對應所述單極子天線的最低頻率的四分之一波長；所述第一側邊的長度對應所述單極子天線的最高頻率的四分之一波長。

在其中一個實施例中，所述第一側邊和第二側邊的第一端所在的直線、直角邊和所述第二引線形成一三角形，該三角形的于所述直角邊所在的邊上的中點為該天線的饋電點。

在其中一個實施例中，所述第四邊為多段直線或弧線首尾相接而成，或者是多段直線和弧線任意組合后首尾相接而成，或者是一段弧線；

所述第四邊的上任一點的切線與所述直角邊的夾角在0°至90°或90°至180°之間。

在其中一個實施例中，所述第一引線和所述第二引線的第一端形成斜線，該斜線與所述第一側邊和第二側邊的第一端所在的直線在同一直線。

此外，還提供了一種天線系統，包括上述的單極子天線。

上述的單極子天線將對數周期偶極子天線陣列中的負軸消除，同時將傳統的對數周期單極子天線陣列中的陣列數目縮減至一個，即無需復雜的饋線交叉銜接，為了有足夠的帶寬和特征阻抗的特性，將陣列天線的單元采用梯形面狀，并利用頻率引線使輻射面上電流分布定量均勻，到達頻率擴散功能，即可在不同長度的邊緣形成不同的電流從而保證頻寬。

附圖說明

圖1（A）是第一實施例中的單極子天線的結構示意圖；

圖1（B）是第二實施例中的單極子天線的結構示意圖；

圖1（C）是第三實施例中的輻射面的結構示意圖；

圖1（D）是第四實施例中的輻射面的結構示意圖；

圖2是單極子天線的仿真中1000MHz時的天線增益3D圖；

圖3是單極子天線的仿真中1000MHz時的天線增益2D圖；

圖4是單極子天線的電壓駐波比仿真圖。

具體實施方式