[實(shí)用新型]一種用于自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的阻抗變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201820283627.6
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN208000999U
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐鋼;李杜;李崢嶸;李立勛;劉思佳;袁木子;吳禮杰;劉曉龍;李柏渝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H01Q1/38
• 分類號(hào): H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q7/00
• 代理公司: 長沙國科天河知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 43225
• 代理人: 董惠文

一種用于自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的阻抗變換器，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板為圓形的介質(zhì)基板，在介質(zhì)基板上以介質(zhì)基板的圓心為圓心，r_in為半徑的圓形區(qū)域?yàn)楦街诮橘|(zhì)基板上的電流傳輸區(qū)，在電流傳輸區(qū)以外的介質(zhì)基板上以介質(zhì)基板的圓心為圓心，r_in為內(nèi)徑，r_out為外徑的圓環(huán)形區(qū)域?yàn)楦街诮橘|(zhì)基板上的天線輻射區(qū)。在電流傳輸區(qū)分布有N條以圓心為中心呈中心對(duì)稱的螺旋線形的金屬漸變傳輸線。在天線輻射區(qū)分布有N條以圓心為中心呈中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的螺旋線，形成一個(gè)內(nèi)徑為r_in、外徑為r_out的標(biāo)準(zhǔn)阿基米德螺旋天線。其可以在不增加天線尺寸的情況下完成螺旋天線的阻抗匹配。即直接在自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線口面完成從高阻抗到50歐姆的阻抗匹配，并且不額外增加自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的尺寸。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及天線領(lǐng)域，特別地，涉及一種應(yīng)用于自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的阻抗變換器。

背景技術(shù)

自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線是一種金屬區(qū)與開路區(qū)對(duì)稱互補(bǔ)的天線，典型的自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線包括等角螺旋天線，阿基米德螺旋天線以及正弦天線等等。作為一種具有結(jié)構(gòu)自互補(bǔ)特點(diǎn)的輻射單元，自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的具有頻帶寬，輻射均勻，相位中心穩(wěn)定等良好特性。由于性能突出，螺旋天線，正弦天線等自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線廣泛應(yīng)用于超寬帶雷達(dá)，高精度衛(wèi)星導(dǎo)航等領(lǐng)域。

但是，自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的輸出阻抗往往較高，根據(jù)自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線阻抗理論，天線的阻抗可以根據(jù)以下公式計(jì)算

其中，N為天線的臂數(shù)，而m為天線的工作模式，模式m表示各臂之間饋電相位依次相差2πm/N。例如，比較常用的模式1(天線輻射圓極化電磁波)雙臂和四臂自補(bǔ)天線的輸出阻抗分別約為180 歐姆和133歐姆。

由于射頻接口的輸入電阻一般為50歐姆，為實(shí)現(xiàn)高效的輻射，天線口面與射頻接口之間需要進(jìn)行寬帶阻抗匹配，這就是制約自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線尤其是臂數(shù)大于2的自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線應(yīng)用的一個(gè)難點(diǎn)。對(duì)于雙臂自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線，一種較為常見的解決方法是采用寬帶巴倫進(jìn)行阻抗匹配，而對(duì)于臂數(shù)更多的自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線，一般的解決方法是設(shè)計(jì)寬帶匹配網(wǎng)絡(luò)，這就大幅增加了天線的設(shè)計(jì)復(fù)雜度和天線的體積。目前，尚未檢索到能夠?qū)崿F(xiàn)多臂自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線寬帶阻抗匹配同時(shí)能保持天線設(shè)計(jì)復(fù)雜度和體積的匹配網(wǎng)絡(luò)。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本實(shí)用新型目的在于提供一種用于自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的阻抗變換器，其可以在不增加天線尺寸的情況下完成螺旋天線的阻抗匹配。即直接在自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線口面完成從高阻抗到50 歐姆的阻抗匹配，并且不額外增加自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的尺寸。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種用于自補(bǔ)結(jié)構(gòu)天線的阻抗變換器，包括介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板為圓形的介質(zhì)基板，在介質(zhì)基板上以介質(zhì)基板的圓心為圓心，r_in為半徑的圓形區(qū)域?yàn)楦街诮橘|(zhì)基板上的電流傳輸區(qū)，在電流傳輸區(qū)以外的介質(zhì)基板上以介質(zhì)基板的圓心為圓心，r_in為內(nèi)徑，r_out為外徑的圓環(huán)形區(qū)域?yàn)楦街诮橘|(zhì)基板上的天線輻射區(qū)；

在電流傳輸區(qū)分布有N條以圓心為中心呈中心對(duì)稱的螺旋線形的金屬漸變傳輸線；各漸變傳輸線靠近圓心的一端為起始端，遠(yuǎn)離圓心的一端為末端，其中N≥2；

在天線輻射區(qū)分布有N條以圓心為中心呈中心旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的螺旋線，形成一個(gè)內(nèi)徑為r_in、外徑為r_out的標(biāo)準(zhǔn)阿基米德螺旋天線；各螺旋線靠近圓心的一端為起始端，遠(yuǎn)離圓心的一端為末端，各螺旋線的起始端分別對(duì)應(yīng)連接一漸變傳輸線的末端且連接處光滑過渡。