一種vhf/uhf平面超寬帶天線的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括介質基板，設于介質基板正面的輻射體和饋線，及設于介質基板背面的地結構；輻射體為橢圓形，饋線為漸變線（即梯形結構）、與輻射體的徑向方向中心軸線同軸；地結構包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線；長帶狀線上串聯有間隔分布的第一電阻和第二電阻，短帶狀線上串聯有第三電阻；地主體為等腰梯形，長帶狀線包括依次相連的首段細帶狀線、中段粗帶狀線和末段細帶狀線，末段細帶狀線上開設有槽口，短帶狀線為直線、分布于地主體和末段細帶狀線之間。有益效果：通過將盤錐天線平面化，保留優良寬帶特性的同時，擴大天線應用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
【專利說明】
一種VHF/UHF平面超寬帶天線
技術領域
[0001 ]本實用新型涉及一種平面天線，特別是涉及一種VHF/UHF平面超寬帶天線，屬于天線技術領域。
【背景技術】
[0002]VHF/UHF頻段通信通過空間波傳播，具有寬頻帶、高功率、高穩定性等特點，廣泛應用于車載通信、機載通信、電臺通信、移動通信和廣播電視通信等領域，成為無線電通信系統中的一個重要組成部分。
[0003]現今通信技術中，特別是軍事通信中，由于抗干擾技術對于提高通信質量具有重要意義，所以VHF/UHF超寬帶技術一直被大多數國家進行研究開發，先進國家的研發多數處于保密狀態。現已公布的產品中，比較具有代表性的是美國Shakespeare公司的30-512MHZ超寬帶天線，其天線高度2.6m，駐波比小于3.5，90%頻帶內的水平增益大于-3dBi，該天線的綜合性能在同類型產品中是較高的。國內對于此頻段天線的研究也越來越多，雖然也有能夠覆蓋30-512MHZ的天線，例如中國專利文獻(CN202601835U)的天線，工作頻段為30-520MHz，但是它和前面所提及的天線一般都是鞭狀天線，工作于低頻頻段時都有較高的高度。
[0004]目前，工作于VHF/UHF頻段的現有天線大多是鞭形天線或者立體結構天線，有較高的高度或剖面。雖然傳統立體結構的盤錐天線具有優良的寬帶特性，但是鑒于盤錐天線有一定的剖面高度，其應用范圍仍容易受到制約。
[0005]所以，能研發一款工作于VHF/UHF頻段的平面超寬帶天線，在大大降低天線的剖面的同時，使得小尺寸、低剖面的平面天線更好地安裝于車身或其他移動載體上，該課題是有意義的研究。
【實用新型內容】
[0006]本實用新型的主要目的在于，克服現有技術中的不足，提供一種VHF/UHF平面超寬帶天線，通過將盤錐天線平面化，保留優良寬帶特性的同時，擴大天線應用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
[0007]為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案是:
[0008]—種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括長方形的介質基板，設置于介質基板正面上的輻射體和饋線，以及設置于介質基板背面上的地結構。
[0009]其中，所述輻射體為橢圓形，輻射體靠近介質基板一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質基板的長度方向相平行分布;所述饋線為漸變線，饋線的一端與輻射體的邊緣相連、饋線的另一端延伸至介質基板另一長邊，饋線的軸長方向與介質基板的寬度方向相平行分布、并與輻射體的徑向方向中心軸線同軸。
[0010]其中，所述地結構包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線;所述長帶狀線上串聯有間隔分布的第一電阻和第二電阻，所述短帶狀線上串聯有第三電阻。
[0011 ]而且，所述地主體為等腰梯形，地主體的等腰梯形底邊位于介質基板另一長邊側，等腰梯形的垂直中軸線開設有與饋線相重疊的線槽;所述長帶狀線起始于等腰梯形底邊一側端、并沿著介質基板的周沿環繞地主體一周、直至結束于等腰梯形底邊另一側端，長帶狀線包括依次相連的首段細帶狀線、中段粗帶狀線和末段細帶狀線;所述末段細帶狀線上開設有槽口，所述槽口分布在介質基板的寬度側邊上并靠近等腰梯形底邊另一側端;所述短帶狀線為直線，短帶狀線與地主體的線槽相平行設置、并分布于地主體和末段細帶狀線之間，短帶狀線的一端與地主體的等腰梯形側邊相連、短帶狀線的另一端為自由端與輻射體相重疊設置并通過耦合起到短路枝節作用。
[0012]本實用新型進一步設置為:所述第一電阻和第二電阻均串聯于首段細帶狀線上。
[0013]本實用新型進一步設置為:所述首段細帶狀線和末段細帶狀線的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線的線寬。
[0014]本實用新型進一步設置為:所述介質基板采用FR-4板。
[0015]本實用新型進一步設置為:所述輻射體、饋線和地結構均為銅皮制作。
[0016]本實用新型進一步設置為:所述介質基板的尺寸為長寬厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射體的橢圓形軸長為I 1cm、橢圓形徑長為14.4cm，所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質基板長邊端到輻射體邊緣端由I cm漸變為0.4cm;所述地主體的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為50.3cm，位于介質基板長邊側和寬邊側的首段細帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質基板長邊側的中段粗帶狀線寬度為8cm，位于介質基板長邊側和寬邊側的末段細帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，所述短帶狀線寬度為2.5cm，短帶狀線的軸長中心線距離地主體的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm，所述槽口的口徑為2cm;所述第一電阻為150 Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
[0017]與現有技術相比，本實用新型具有的有益效果是:
[0018]通過將盤錐天線平面化，保留優良寬帶特性的同時，擴大天線應用范圍，以及尺寸小、具有較好的全向特性。
[0019]上述內容僅是本實用新型技術方案的概述，為了更清楚的了解本實用新型的技術手段，下面結合附圖對本實用新型作進一步的描述。
【附圖說明】
[0020]圖1為本實用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的正視結構示意圖；
[0021]圖2為本實用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的后視結構示意圖；
[0022]圖3為本實用新型一種VHF/UHF平面超寬帶天線的側視結構示意圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結合說明書附圖，對本實用新型作進一步的說明。
[0024]如圖1、圖2及圖3所示，一種VHF/UHF平面超寬帶天線，包括長方形的介質基板I，設置于介質基板I正面上的輻射體2和饋線3，以及設置于介質基板I背面上的地結構。需要說明的是，圖中所標識的尺寸數字，其單位為_。
[0025]所述輻射體2、饋線3和地結構均為銅皮制作。所述介質基板I采用FR-4板制作，其尺寸為長寬厚12()011\80011\0.50110
[0026]所述福射體2為橢圓形，福射體2靠近介質基板I一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質基板I的長度方向相平行分布。所述輻射體2的橢圓形軸長為110cm、橢圓形徑長為14.4cm。
[0027]所述饋線3為漸變線(即圖中所示的梯形結構)，饋線3的一端與輻射體2的邊緣相連、饋線3的另一端延伸至介質基板I另一長邊，饋線3的軸長方向與介質基板I的寬度方向相平行分布、并與輻射體2的徑向方向中心軸線同軸。所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質基板長邊端到輻射體邊緣端由Icm漸變為0.4cm。
[0028]如圖2所示，所述地結構包括地主體4和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線5和短帶狀線6;所述長帶狀線5上串聯有間隔分布的第一電阻Rl和第二電阻R2，所述短帶狀線6上串聯有第三電阻R3。
[0029]所述地主體4為等腰梯形，地主體4的等腰梯形底邊位于介質基板I另一長邊側，等腰梯形的垂直中軸線開設有與饋線3相重疊的線槽40。所述地主體4的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為50.3cm。
[0030]所述長帶狀線5起始于等腰梯形底邊一側端、并沿著介質基板I的周沿環繞地主體4 一周、直至結束于等腰梯形底邊另一側端，長帶狀線5包括依次相連的首段細帶狀線51、中段粗帶狀線52和末段細帶狀線53;所述末段細帶狀線53上開設有槽口 50，所述槽口 50分布在介質基板I的寬度側邊上并靠近等腰梯形底邊另一側端。位于介質基板I長邊側和寬邊側的首段細帶狀線51寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質基板I長邊側的中段粗帶狀線52寬度為8cm，位于介質基板I長邊側和寬邊側的末段細帶狀線53寬度分別為3.4cm和lcm，所述槽口50的口徑為2cm;即所述首段細帶狀線51和末段細帶狀線53的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線52的線寬。
[0031]所述第一電阻Rl和第二電阻R2均串聯于首段細帶狀線51上。所述第一電阻為150Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
[0032]所述短帶狀線6為直線，短帶狀線6與地主體4的線槽40相平行設置、并分布于地主體4和末段細帶狀線53之間，短帶狀線6的一端與地主體4的等腰梯形側邊相連、短帶狀線6的另一端為自由端與輻射體2相重疊設置并通過耦合起到短路枝節作用。所述短帶狀線6寬度為2.5cm，短帶狀線6的軸長中心線距離地主體4的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm。
[0033]通過在FR-4基板上貼覆銅皮來制作出本實用新型的平面超寬帶天線，利用N9918A矢量網絡分析儀對實際制作的天線進行實測獲得實際天線在水平方向的方向圖；并利用電磁仿真軟件HFSS15.0優化設計得到仿真模型，對仿真模型進行仿真得到仿真天線方向圖；將實測方向圖與仿真得到的方向圖進行對比，得出本實用新型制成的天線較小尺寸為120011\80011\0.5011，其工作頻段達到30-60(^!^，駐波彡2;其中30-64]\0^時增益大于-25dB小于-1OdB ； 64MHz以上時，增益大于-1OdB ； 80MHz以上時，增益大于_6dB ； 10MHz以上時，增益大于_3dB。所以，本實用新型的VHF/UHF平面超寬帶天線不僅尺寸小，而且具有較好的全向特性。
[0034]以上所述，僅是本實用新型的較佳實施例而已，并非對本實用新型作任何形式上的限制，雖然本實用新型已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本實用新型，任何熟悉本專業的技術人員，在不脫離本實用新型技術方案范圍內，當可利用上述揭示的技術內容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，但凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實用新型技術方案的范圍內。
【主權項】
1.一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:包括長方形的介質基板，設置于介質基板正面上的輻射體和饋線，以及設置于介質基板背面上的地結構； 所述輻射體為橢圓形，輻射體靠近介質基板一長邊分布，橢圓形的軸長方向與介質基板的長度方向相平行分布;所述饋線為漸變線，饋線的一端與輻射體的邊緣相連、饋線的另一端延伸至介質基板另一長邊，饋線的軸長方向與介質基板的寬度方向相平行分布、并與輻射體的徑向方向中心軸線同軸； 所述地結構包括地主體和兩條帶狀線，兩條帶狀線分別為長帶狀線和短帶狀線;所述長帶狀線上串聯有間隔分布的第一電阻和第二電阻，所述短帶狀線上串聯有第三電阻； 所述地主體為等腰梯形，地主體的等腰梯形底邊位于介質基板另一長邊側，等腰梯形的垂直中軸線開設有與饋線相重疊的線槽； 所述長帶狀線起始于等腰梯形底邊一側端、并沿著介質基板的周沿環繞地主體一周、直至結束于等腰梯形底邊另一側端，長帶狀線包括依次相連的首段細帶狀線、中段粗帶狀線和末段細帶狀線;所述末段細帶狀線上開設有槽口，所述槽口分布在介質基板的寬度側邊上并靠近等腰梯形底邊另一側端； 所述短帶狀線為直線，短帶狀線與地主體的線槽相平行設置、并分布于地主體和末段細帶狀線之間，短帶狀線的一端與地主體的等腰梯形側邊相連、短帶狀線的另一端為自由端與輻射體相重疊設置并通過耦合起到短路枝節作用。2.根據權利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述第一電阻和第二電阻均串聯于首段細帶狀線上。3.根據權利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述首段細帶狀線和末段細帶狀線的線寬相等，并均小于中段粗帶狀線的線寬。4.根據權利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述介質基板采用FR-4板。5.根據權利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述輻射體、饋線和地結構均為銅皮制作。6.根據權利要求1所述的一種VHF/UHF平面超寬帶天線，其特征在于:所述介質基板的尺寸為長寬厚120cmX80cmX0.5cm，所述福射體的橢圓形軸長為110cm、橢圓形徑長為.14.4cm,所述饋線的尺寸為長55.4 cm、寬度自介質基板長邊端到福射體邊緣端由I cm漸變為0.4cm； 所述地主體的等腰梯形底邊長為104.4cm、等腰梯形頂邊長為14cm、等腰梯形高為.50.3cm，位于介質基板長邊側和寬邊側的首段細帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，位于介質基板長邊側的中段粗帶狀線寬度為8cm，位于介質基板長邊側和寬邊側的末段細帶狀線寬度分別為3.4cm和lcm，所述短帶狀線寬度為2.5cm，短帶狀線的軸長中心線距離地主體的等腰梯形垂直中軸線為40.4cm，所述槽口的口徑為2cm; 所述第一電阻為150 Ω，所述第二電阻為68 Ω，所述第三電阻為100 Ω。
【文檔編號】H01Q5/328GK205583135SQ201620382116
【公開日】2016年9月14日
【申請日】2016年4月29日
【發明人】文舸, 文舸一, 王身云, 劉咸陽
【申請人】南京信息工程大學