[發明專利]一種邊緣饋電的拋物面錐體超寬帶天線

有效

• 申請號: 201711068807.9
• 申請日: 2017-11-03
• 公開（公告）號: CN107895840B
• 公開（公告）日: 2018-09-18
• 發明（設計）人: 王靜
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/50;H01Q19/10
• 代理公司: 陜西增瑞律師事務所 61219
• 代理人: 劉春

本發明公開了一種邊緣饋電的拋物面錐體超寬帶天線，包括相互垂直設置的側反射板和底板，在側反射板和底板之間設置有主輻射體，主輻射體包括頂部拋物面和底部平面，底部平面與側反射板的表面平行，底部平面通過支撐桿連接至側反射板的表面，在底板內嵌入設置有饋電裝置，主輻射體的邊緣緊貼饋電裝置。解決了上述現有技術中無法同時兼顧天線在整個工作頻段上駐波小、增益大、方向性良好的問題。

【技術領域】

本發明屬于射頻天線技術領域，具體涉及一種邊緣饋電的拋物面錐體超寬帶天線。

【背景技術】

天線是射頻與微波通信系統必備的裝置，其性能的好壞直接影響到通信的質量及整個系統的設計，設計優良的天線其增益大、阻抗匹配良好。超寬帶通信系統有著比一般通信系統優良的特性，如頻譜密度低、不易被截獲、傳輸信息容量大等多方面的優點。當然，超寬帶系統與一般通信系統設計方法有很大區別，從天線到收發信機結構都顯著不同。其中，對于天線的設計提出了更高的要求，要求設計的天線在整個工作頻段上駐波小、增益大、方向性良好等。超寬帶天線的設計方法有基于微帶線結構的、基于圓錐結構的、對數周期天線、現有的超寬帶天線很難在這些指標上全部兼顧，往往某個指標良好而其他指標降低甚至惡化。

如專利CN103151610B，其工作帶寬較大但其最大增益很差，導致實際通信效率較差；專利CN102891353B其波束很寬，方向性差。其他一些平面結構的超寬帶天線，由于受制于設計空間的影響，也很難在這些指標中得到良好的折衷，如專利CN102969564B所設計的天線。圖1所示為現有的圓錐超寬帶天線示意圖，文獻1-3里面所涉及的天線都是基于此類結構及其改進。圖2是此類圓錐超寬帶天線的遠場方向圖。文獻1：張鑫，UWB錐形天線及其陣列的研究.大連海事大學碩士學位論文.2013.6；文獻2:劉思豪,時域超寬帶天線在遠程UWB定位系統中的應用研究.電子科技大學碩士學位論文.2016.6；文獻3：崔元善,基于UWB室內定位系統的時域天線研究.電子科技大學碩士學位論文.2015.6。這類圓錐超寬帶天線的共性為在圓錐的頂點與一個大的反射面之間進行饋點，此類圓錐超寬帶天線的帶寬較寬，滿足了超寬帶工作的要求。但此類圓錐超寬帶天線的輻射方向圖在水平方向是全向的，在垂直平面的上半平面內類似四分之一波長單極天線，具體如圖2所示，不具有方向性增益，不能用對方向性有要求的場景，如定向通信系統及對方向性要求較高的雷達系統。

【發明內容】

本發明的目的是提供一種邊緣饋電的拋物面錐體超寬帶天線，以解決上述現有技術中無法同時兼顧天線在整個工作頻段上駐波小、增益大、方向性良好的問題。

本發明采用以下技術方案：一種邊緣饋電的拋物面錐體超寬帶天線，包括相互垂直設置的側反射板和底板，在側反射板和底板之間設置有主輻射體，主輻射體包括頂部拋物面和底部平面，底部平面與側反射板的表面平行，底部平面通過支撐桿連接至側反射板的表面，在底板內嵌入設置有饋電裝置，主輻射體的邊緣緊貼饋電裝置；

設主輻射體拋物面的半徑為R，焦距為D；底板的長度為H1，寬度為H2；側反射板的高度為V1，寬度為V2；饋電裝置4的中心距離底板與側反射板交接處的距離為F1，則這些參數滿足的條件關系如下：

D＝2R，F1＝R/2，H1＝V1≥3R，H2＝V2≥2R。

進一步的，饋電裝置包括銅探針，銅探針外套裝有空心柱體結構的聚四氟乙烯絕緣體，聚四氟乙烯絕緣體嵌入安裝在底板的板體內。

進一步的，聚四氟乙烯絕緣體的直徑為3mm，長度為2mm，銅探針的直徑為1mm，長度為3.2mm，聚四氟乙烯絕緣體的頂面與底板的表面平齊，銅探針的頂端超過底板的表面0.2mm，銅探針的頂端與主輻射體的邊緣相互接觸用以電流導通。