[發明專利]一種寬帶陷波錐形波束天線

在審

• 申請號: 202011029440.1
• 申請日: 2020-09-27
• 公開（公告）號: CN112310621A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 李昂杰;程通;楊大慰
• 申請（專利權）人: 三萬星空（西安）信息技術有限公司
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/48;H01Q19/10;H01Q1/52
• 代理公司: 西安智萃知識產權代理有限公司 61221
• 代理人: 方力平

本發明公開了一種寬帶陷波錐形波束天線，包括圓形金屬地板、圓形介質基板和金屬圓錐，所述金屬圓錐倒放于圓形金屬地板的中心上，其頂端與圓形介質基板的下表面連接，圓形介質基板的上表面印制有圓形輻射貼片，圓形輻射貼片通過四個短路圓柱與圓形金屬地板連接，圓形輻射貼片表面上均勻設有四個負載貼片，每個負載貼片處設有與其一一對應、且相互耦合的耦合貼片，每個耦合貼片與圓形金屬地板連接；還包括均勻設置在圓形金屬地板表面上四個金屬寄生圓柱。本發明天線結構緊湊，設計合理，具有寬帶和小型化的優點，能夠提高多旋翼無人機方向圖測量的精度，避免多旋翼無人機工作信號與探頭天線的互擾。

技術領域

本發明屬于天線技術領域，具體涉及一種寬帶陷波錐形波束天線，可用于多旋翼無人機平臺測量系統。

背景技術

隨著天線以及無線電射頻裝置的飛速發展，該裝置在各個領域中都有極大的應用前景。因此，為了清晰地了解無線電射頻裝置的具體性能，天線測量技術變得尤為關鍵。一直以來，大型固定天線或無線電裝置在整個使用周期中，針對其輻射性能的精確測量是非常重要，例如在整個天線系統開發和優化，射頻系統移交和升級等方面。而在大型固定天線或無線電裝置使用過程中輻射性能受到各種各樣的影響，如污染、老化、暴風雨或閃電的破壞、動物的破壞、磨損、操作失誤和周圍環境的變化等。因此，對這些天線系統裝置的輻射性能進行周期性的定量核查和檢查將變得至關重要。天線測量技術不僅作為估量天線是否正常運行的必備手段，而且在新型天線研究設計上有著不可磨滅的作用。

隨著多旋翼無人機技術的迅速發展，衍生出了一種利用多旋翼無人機搭載探頭天線對地面大型射頻裝置輻射特性進行測試的測量系統，這項新技術意味著在天線測量技術在以下幾個方面實現了重大突破：一是尺寸緊湊，多旋翼無人機飛行的覆蓋區域廣，但本身的尺寸極小，不用像在傳統的測量手段中，架設龐大而又昂貴的測量裝置；二是可移動性，多旋翼無人機作為一個可移動的機器裝置，它能靈活移動到各個位置，通過這個特性，可以使室外大型天線設備的輻射方向圖被完全的測量出來，而傳統的測量方法只能以非常有限且基本的方式進行；三是飛行軌跡的多樣化，通過對多旋翼無人機飛行軟件參數進行設置，使多旋翼無人機的飛行軌跡變得多種多樣，它們可以是：垂直平面、水平平面、圓柱面和球面等任何軌跡，以滿足各種測量的需求。

但是無人機盤旋飛行時，探頭天線相對地面待測天線有一定傾角，而全向探頭天線在傾角方向上增益降低導致接收信號強度小的問題，以及避免信號互擾的問題，使得測量系統容易受到多旋翼無人機通信信號、飛行姿態等因素的影響，導致測量精度和效率的降低。

有鑒于此，本發明人設計出一種寬帶陷波錐形波束天線，以解決上述技術問題。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明目的在于提供了一種寬帶陷波錐形波束天線，其通過單錐體天線與反射金屬板的結構，使其產生錐形波束輻射特性，然后，引入頂部耦合負載貼片和短路圓柱，不僅改善了阻抗匹配，而且在多旋翼無人機的通信頻段產生了阻帶，克服了信號互擾的問題，最后，該天線在仰角上，增益變化小，改善了測試精度問題。

本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：一種寬帶陷波錐形波束天線，包括圓形金屬地板、圓形介質基板和金屬圓錐，所述金屬圓錐倒放于圓形金屬地板的中心上，所述金屬圓錐的頂端與圓形介質基板的下表面連接，所述圓形介質基板的上表面印制有圓形輻射貼片，所述圓形輻射貼片通過四個短路圓柱與圓形金屬地板連接，所述圓形輻射貼片表面上均勻設置有四個負載貼片，每個負載貼片處設置有與其一一對應、且相互耦合的耦合貼片，每個所述耦合貼片與圓形金屬地板連接；

還包括設置在圓形金屬地板表面上的四個金屬寄生圓柱，每個所述金屬寄生圓柱與圓形金屬地板的圓心距相同、且位于倒放的金屬圓錐的下方，相鄰兩個金屬寄生圓柱與圓形金屬地板圓心夾角為90度，每個所述負載貼片和對應耦合貼片的中心位于金屬寄生圓柱軸心與圓形金屬地板圓心的延長線上。