[發(fā)明專利]一種低頻加載天線

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710225713.1
• 申請(qǐng)日: 2017-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107104271A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-08-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李青海;侯大勇;簡(jiǎn)宋全;鄒立斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東精點(diǎn)數(shù)據(jù)科技股份有限公司
• 主分類號(hào): H01Q1/36
• 分類號(hào): H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙)50217
• 代理人: 隋金艷,陳家輝

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及無(wú)線電收發(fā)裝置領(lǐng)域，具體涉及一種加載天線。

背景技術(shù)

雷達(dá)、電視、導(dǎo)航、廣播等無(wú)線電設(shè)備都是依仗電磁波來(lái)傳遞信息，電磁波的接收和發(fā)送是離不開(kāi)天線的。在低頻(小于100MHz)段內(nèi)，天線工作波長(zhǎng)比較長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的，設(shè)計(jì)出來(lái)的天線的尺寸也會(huì)比較大，很難在有限的空間內(nèi)安裝在工作平臺(tái)之上。

天線是通信系統(tǒng)中與自由空間相耦合的部分，只有當(dāng)其尺寸與自由空間傳輸?shù)碾姶挪ǖ牟ㄩL(zhǎng)可以相比擬時(shí)，它才能以較高的效率對(duì)外輻射和接受能量。自由空間中，如果天線的工作頻率低，那么對(duì)應(yīng)的工作波長(zhǎng)就會(huì)長(zhǎng)，天線的尺寸必然增加。根據(jù)天線理論，如果天線的尺寸減小，其品質(zhì)因數(shù)將急劇增大，帶寬將變得很窄，輻射電阻將變得很小。產(chǎn)生的較大的感應(yīng)電流則會(huì)導(dǎo)致?lián)p耗很大，使得天線的輻射效率變得很低，增益自然也將變得很低，總之，天線尺寸減小帶來(lái)的必然結(jié)果就是天線在某方面的性能惡化。

目前，在一些小型化的終端中大多安裝單極子天線，單極子天線達(dá)到了小型化的要求，但是在低頻(小于100MHz)段內(nèi)，單極子天線的帶寬非常有限，不能滿足技術(shù)進(jìn)步的需求。因此設(shè)計(jì)一款在低頻(小于100MHz)段內(nèi)，寬帶化的小型天線就顯得十分迫切。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)，在低頻(小于100MHz)段內(nèi)，常規(guī)的單極子天線的帶寬的技術(shù)問(wèn)題，提供了一種低頻加載天線。

本發(fā)明提供的基礎(chǔ)方案為：一種低頻加載天線，包括：

單極子天線，單極子天線上連接有饋線；

集總加載部，集總加載部與單極子天線串聯(lián)；

阻抗變換部，用于實(shí)現(xiàn)單極子天線的饋電端的阻抗等于饋線的特性阻抗；

其中，集總加載部包括電感和電阻，電感和電阻與單極子天線串聯(lián)。

本發(fā)明的工作原理及優(yōu)點(diǎn)在于：集總加載部與單極子天線串聯(lián)，構(gòu)成了一個(gè)等效的RLC串聯(lián)諧振電路。現(xiàn)有的集總加載是在天線上一個(gè)或幾個(gè)位置加入電感、電容，通過(guò)這樣的方式來(lái)改變天線上電流分布，但是這樣的方式應(yīng)用到單極子天線上時(shí)，單極子天線在低頻(小于100MHz)段內(nèi)的表現(xiàn)卻并不如人意。在本發(fā)明中，電感的接入影響天線的諧振頻率及帶寬，電阻的接入影響天線的帶寬及增益。這樣通過(guò)調(diào)節(jié)電感和電阻參數(shù)，可讓單極子天線在低頻(小于100MHz)段內(nèi)，實(shí)現(xiàn)寬帶化。

阻抗變換部，能夠保證集總加載部、單極子天線以及饋線之間的阻抗匹配，保證單極子天線能夠正常運(yùn)行。

本發(fā)明提供的低頻加載天線，與現(xiàn)有的單極子天線相比，在尺寸基本未發(fā)生明顯變化，但是在效果上，本發(fā)明與現(xiàn)有的單極子天線相比，達(dá)到了單極子天線在低頻(小于100MHz)段內(nèi)寬帶化的效果。

進(jìn)一步，電感為1.73uH，電阻為2.12kΩ。這種參數(shù)的集總加載部，能夠更好的拓展本發(fā)明在低頻(小于100MHz)段內(nèi)的帶寬。

進(jìn)一步，還包括套筒，套筒外套于單極子天線的頂端，單極子天線的頂端與套筒的內(nèi)部相連接。在集總加載的基礎(chǔ)上再加載套筒，能夠進(jìn)一步優(yōu)化天線工作在低頻頻段時(shí)的各項(xiàng)性能參數(shù)。套筒可看作一段終端短路線，它等效為一個(gè)感性負(fù)載加載在單極子天線的頂部。又由于單極子天線是阻抗呈容性的天線，套筒的加載恰好可以抵消一定的容性電抗，從而降低單極子天線的諧振頻率，改善單極子天線的阻抗特性。此外，套筒的加載在本質(zhì)上也增加了天線的有效長(zhǎng)度和橫向的寬度，使單極子天線的輻射電阻得到了一定程度的增加，因此，相比于未加載的單極子天線，工作在相同條件下的套筒天線的帶寬和增益也就得到了一定程度的改善。

進(jìn)一步，所述電感為可調(diào)電感器，所述電阻為滑動(dòng)變阻器。當(dāng)單極子天線因受到撞擊或者其他原因，導(dǎo)致單極子天線的外形發(fā)生改變后，調(diào)節(jié)電感和電阻的參數(shù)，能夠讓本發(fā)明依然能夠在低頻(小于100MHz)段內(nèi)工作。

進(jìn)一步，電感為102.70nH，電阻為420Ω。這種參數(shù)的集總加載部，能夠更好的拓展本發(fā)明在低頻(小于100MHz)段內(nèi)的帶寬。

進(jìn)一步，所述單極子天線的長(zhǎng)度為360mm，半徑為7.5mm，輻射邊界距天線的距離為375mm。這樣的單極子天線是針對(duì)工作波長(zhǎng)為1500mm的情況，這樣的天線能夠在這種情況下較好的工作。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的E面方向的仿真結(jié)果圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例1的H面方向的仿真結(jié)果圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例2的E面方向的仿真結(jié)果圖；

圖4是本發(fā)明實(shí)施例2的H面方向的仿真結(jié)果圖；

圖5是對(duì)比例1的E面方向的仿真結(jié)果圖；