新型蝶形振子天線的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及天線領域，具體地，涉及一種新型蝶形振子天線。
【背景技術(shù)】
[0002]傳統(tǒng)的超寬帶天線主要有螺旋天線、對數(shù)周期天線、超寬帶單極天線以及其它非頻變天線，通常為滿足較大的帶寬，以上類型超寬帶天線均具有復雜的結(jié)構(gòu)和龐大的體積，而現(xiàn)代無線通信、衛(wèi)星通信以及超寬帶探測雷達系統(tǒng)等均提出了重量輕、低剖面、易共形的超寬帶天線要求，因此如何展寬天線的工作帶寬、簡化天線結(jié)構(gòu)并減小天線尺寸是亟需解決的問題。
[0003]本發(fā)明旨在進一步展寬天線帶寬并簡化饋電結(jié)構(gòu)，減小天線尺寸。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種新型蝶形振子天線。
[0005]根據(jù)本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線，包括:介質(zhì)板、蝶形輻射單元、阻抗變換線、同軸線饋電、金屬過孔、背腔;所述的蝶形輻射單元位于介質(zhì)板的正面上;所述的阻抗變換線分別位于介質(zhì)板的正面與背面上，所述介質(zhì)板背面上的阻抗變換線通過金屬過孔與介質(zhì)板正面上的蝶形輻射單元相連，所述的同軸線饋電的芯線與介質(zhì)板正面上的阻抗變換線相接，所述背腔位于介質(zhì)板的背面。
[0006]優(yōu)選地，還包括屏蔽地線，所述屏蔽地線與介質(zhì)板背面上的阻抗變換線相連。
[0007]優(yōu)選地，所述蝶形輻射單元包括兩個相同的蝶形天線單元，所述蝶形天線單元呈對稱分布，且所述蝶形輻射單元構(gòu)成介質(zhì)板一面的天線輻射器。
[0008]優(yōu)選地，所述介質(zhì)板為雙面介質(zhì)板，所述阻抗變換線包括兩條相同的變換線，且分別位于雙面介質(zhì)板的正面與背面，以實現(xiàn)阻抗變換和匹配。
[0009]優(yōu)選地，所述阻抗變換線的中心線寬對應50歐姆特性阻抗。
[0010]優(yōu)選地，所述同軸線饋電通過芯線與屏蔽層分別與介質(zhì)板正面與背面上的阻抗變換線的中間點相接，實現(xiàn)對天線的饋電。
[0011]優(yōu)選地，所述背腔位于介質(zhì)板背面正下方，實現(xiàn)天線的單向輻射，所述背腔為一金屬方形背腔，尺寸與介質(zhì)板的尺寸相同。
[0012]優(yōu)選地，所述蝶形天線單元由一角相對并且間隔設置的2個三角形電極構(gòu)成。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0014]1、本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線采用兩個蝶形振子單元相連接的方式，等效于增長了天線的單個振子臂長，展寬了天線的帶寬。
[0015]2、本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線通過連接兩個蝶形單元間的阻抗變換段，實現(xiàn)了天線的寬頻帶阻抗匹配，同時實現(xiàn)了與天線共面的饋線方式，簡化了天線的饋電網(wǎng)絡，改善了蝶形振子天線阻抗變換段垂直饋電的復雜方式。
[0016]3、本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線具有較薄的背腔尺寸，約為最低工作頻率的八分之一波長，與傳統(tǒng)天線最低工作頻率四分之一波長的背腔厚度相比，減小了天線剖面尺寸。
[0017]4、本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線具有平面結(jié)構(gòu)，便于共形安裝。
【附圖說明】
[0018]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯:
[0019]圖1為本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖3為本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線的駐波仿真圖。
[0022]圖中:
[0023]1-介質(zhì)板；
[0024]2-蝶形輻射單元；
[0025]3-阻抗變換線；
[0026]4-同軸線饋電；
[0027]5-金屬過孔；
[0028]6-背腔。
【具體實施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術(shù)人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0030]具體地，如圖1所示:本發(fā)明提供的新型蝶形振子天線包括:介質(zhì)板1、蝶形輻射單元2、阻抗變換線3、同軸線饋電4、金屬過孔5、背腔6;其中:
[0031]所述介質(zhì)板I為雙面介質(zhì)板；
[0032]所述蝶形輻射單元2為介質(zhì)板I的正面的天線輻射器，所述蝶形輻射單元2為兩個蝶形單元陣子的組合結(jié)構(gòu)。
[0033]所述阻抗變換線3為位于介質(zhì)板I的正反兩面兩條完全一樣的阻抗變換線，實現(xiàn)阻抗變換和匹配。
[0034]所述的阻抗變換線3的兩端線寬與蝶形天線的特性阻抗匹配，阻抗變換線3的中心線寬對應50歐姆特性阻抗。
[0035]所述同軸線饋電4為同軸線饋電，通過芯線與屏蔽層分別與介質(zhì)板I兩側(cè)阻抗變換線3的中間點相接，實現(xiàn)對天線的饋電。
[0036]所述金屬過孔5為蝶形輻射單元2下面部分與介質(zhì)板I背面阻抗變換線3連接的金屬過孔。
[0037]所述背腔6是位于新型蝶形振子天線正下方的反射背腔，實現(xiàn)天線的單向輻射。背腔6為一金屬方形背腔，尺寸與介質(zhì)板的尺寸相同。
[0038]所述新型蝶形振子天線是一種雙蝶形振子的組合偶極子天線，其阻抗變換線是保證天線帶寬的關(guān)鍵。該天線饋線結(jié)構(gòu)簡單，改善了以往蝶形振子天線阻抗變換段垂直饋電的復雜方式，具有平面結(jié)構(gòu)，易于共形安裝。所述新型蝶形振子天線適用于小型化、重量輕、易于共形安裝的超寬帶天線應用領域，尤其適用于對時域穩(wěn)定性要求高的時域探測雷達天線。
[0039]下面舉例詳細說明，新型蝶形振子天線(以下簡稱天線)的結(jié)構(gòu)如圖1、圖2所示:
[0040]所述的蝶形輻射單元2位于介質(zhì)板I的正面;所述的阻抗變換線3分別位于雙面介質(zhì)板I的正面與背面上，實現(xiàn)阻抗變換和匹配。背面上的阻抗變換線3通過金屬過孔5與介質(zhì)板I正面上的蝶形輻射單元2相連。
[0041]所述的同軸線饋電4為同軸線饋電，所述同軸線饋電的芯線與介質(zhì)板I正面的阻抗變換線3相接，屏蔽地線與介質(zhì)板I背面的阻抗變換線3相接。
[0042]所述的金屬過孔5位于蝶形輻射單元2下面部分與介質(zhì)板I背面阻抗變換線3連接處。
[0043]所述的背腔6位于新型蝶形陣子天線正下方的反射背腔，實現(xiàn)天線的單向輻射，具體地，所述背腔6為一金屬方形背腔，尺寸與介質(zhì)板的尺寸相同。
[0044]本發(fā)明的技術(shù)方案是一種具有超寬帶特性的新型蝶形振子天線，適用于帶寬寬且要求低重量、易共形、低剖面的小型化超寬帶天線應用領域，尤其適用于對時域穩(wěn)定性要求高的時域超寬帶探測雷達天線。
[0045]圖3是本發(fā)明的駐波仿真圖，其中橫坐標為頻率，單位GHz，縱坐標為駐波系數(shù)VSWR。本天線的VSWR <2.1的頻段為1.5GHz至35GHz以上，帶寬比大于23:1，駐波帶寬極寬，但是天線增益隨著頻率增高，方向圖副瓣增多。其中，較好的增益頻段為1.5GHz至1GHz，帶寬比約為7: I，天線在1.5GHz處具有6.66dB的增益，3GHz出具有10.95dB的增益，9GHz處具有15.02dB的增益。
[0046]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下顯著優(yōu)點:
[0047]I)采用簡單的雙蝶形振子組合，通過共面內(nèi)的阻抗變換線，實現(xiàn)了天線23:1寬頻帶內(nèi)的超寬帶特性。與采用單一的蝶形振子天線相比，展寬了天線帶寬；
[0048]2)改善了以往蝶形振子天線中阻抗變換段垂直介質(zhì)板饋電的復雜方式，簡化了饋電結(jié)構(gòu)，使之易于共形安裝；
[0049]3)具有較薄的背腔尺寸，僅有最低工作頻率的八分之一波長左右，天線振子長度約為最低工作頻率的五分之二波長，而傳統(tǒng)蝶形振子天線的背腔厚度為四分之一波長，振子長度一般大于最低工作頻率的二分之一波長，因此該發(fā)明技術(shù)方案減小了天線尺寸。
[0050]以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種新型蝶形振子天線，其特征在于，包括:介質(zhì)板(I)、蝶形輻射單元(2)、阻抗變換線(3)、同軸線饋電(4)、金屬過孔(5)、背腔(6);所述的蝶形輻射單元(2)位于介質(zhì)板(I)的正面上;所述的阻抗變換線(3)分別位于介質(zhì)板(I)的正面與背面上，所述介質(zhì)板(I)背面上的阻抗變換線(3)通過金屬過孔(5)與介質(zhì)板(I)正面上的蝶形輻射單元(2)相連，所述的同軸線饋電(4)的芯線與介質(zhì)板(I)正面上的阻抗變換線(3)相接，所述背腔(6)位于介質(zhì)板(I)的背面。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，還包括屏蔽地線，所述屏蔽地線與介質(zhì)板(I)背面上的阻抗變換線(3)相連。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述蝶形輻射單元(2)包括兩個相同的蝶形天線單元，所述蝶形天線單元呈對稱分布，且所述蝶形輻射單元(2)構(gòu)成介質(zhì)板(I) 一面的天線輻射器。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述介質(zhì)板(I)為雙面介質(zhì)板，所述阻抗變換線(3)包括兩條相同的變換線，且分別位于雙面介質(zhì)板的正面與背面，以實現(xiàn)阻抗變換和匹配。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述阻抗變換線(3)的中心線寬對應50歐姆特性阻抗。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述同軸線饋電(4)通過芯線與屏蔽層分別與介質(zhì)板(I)正面與背面上的阻抗變換線(3)的中間點相接，實現(xiàn)對天線的饋電。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述背腔(6)位于介質(zhì)板背面正下方，實現(xiàn)天線的單向輻射，所述背腔(6)為一金屬方形背腔，尺寸與介質(zhì)板的尺寸相同。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的新型蝶形振子天線，其特征在于，所述蝶形天線單元由一角相對并且間隔設置的2個三角形電極構(gòu)成。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種新型蝶形振子天線，包括：介質(zhì)板(1)、蝶形輻射單元(2)、阻抗變換線(3)、同軸線饋電(4)、金屬過孔(5)、背腔(6)；所述的蝶形輻射單元(2)位于介質(zhì)板(1)的正面上；所述的阻抗變換線(3)分別位于介質(zhì)板(1)的正面與背面上，所述介質(zhì)板(1)背面上的阻抗變換線(3)通過金屬過孔(5)與介質(zhì)板1正面上的蝶形輻射單元(2)相連，所述的同軸線饋電(4)的芯線與介質(zhì)板(1)正面上的阻抗變換線(3)相接，所述背腔(6)位于介質(zhì)板(1)的背面。本發(fā)明中的天線較大程度展寬了帶寬并簡化了饋電結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了印刷蝶形振子天線共面內(nèi)的寬頻帶饋電，同時減小了天線尺寸。
【IPC分類】H01Q1/38
【公開號】CN105609943
【申請?zhí)枴緾N201510980487
【發(fā)明人】朱玉曉, 童蕓, 曹照清
【申請人】中國電子科技集團公司第五十研究所
【公開日】2016年5月25日
【申請日】2015年12月23日