一种小型交叉弯折全向超宽带天线制造技术

一种小型交叉弯折全向超宽带天线，涉及一种交叉弯折全向超宽带天线，为了解决现有的小型化超宽带天线无法实现全向辐射，横截面积较大的问题。4片半圆片的半径相同，半圆片两两交叉垂直，形成两个偶极子，分别为偶极子一和偶极子二，同轴线位于半圆片的中心线，同轴线穿过偶极子二与偶极子一连接，两个偶极子的圆弧部分相对，两个偶极子圆弧顶端的距离为h1,每片半圆片在直边左右两侧的r/2处均沿逆时针方向弯折90°，h1为正数，r为半圆片的半径。本发明专利技术适用于应用全向超宽带天线的场合。

【技术实现步骤摘要】
一种小型交叉弯折全向超宽带天线
本专利技术涉及一种交叉弯折全向超宽带天线。
技术介绍
近年来，随着科学技术的发展和信息时代的到来，超宽带通信技术得到了飞速发展，它具有小范围与无线电设备的超宽带连接能力。随着超宽带技术越来越广泛的应用，小型化全向超宽带天线成为了研究热点。研究全向超宽带天线，无论在民用上还是军事上都有了广泛的应用前景和重要的现实意义。然而现有的小型化超宽带天线无法实现全向辐射，而且横向面积较大，需要的安装空间大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的小型化超宽带天线无法实现全向辐射，横截面积较大的问题，从而提供一种小型交叉弯折全向超宽带天线。本专利技术所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线，包括4片半圆片和1根同轴线；4片半圆片的半径相同，半圆片两两交叉垂直，形成两个偶极子，分别为偶极子一和偶极子二，同轴线位于半圆片的中心线，同轴线穿过偶极子二与偶极子一连接，两个偶极子的圆弧部分相对，两个偶极子圆弧顶端的距离为h1,每片半圆片在直边左右两侧的r/2处均沿逆时针方向弯折90°，h1为正数，r为半圆片的半径。与偶极子一接触的同轴线的优选参数为，内芯的直径a为0.9mm，介质层的直径b为3.2mm，介质的相对介电常数εr为2.43，外皮的厚度c为0.1mm。优选参数为，r为16mm，同轴线的长度为68mm,h1为1mm。根据圆片单极子天线理论分析与研究的结果，以及对圆片表面电流分析可知，电流沿着圆片下半部分辐射，圆片上半部分基本没有电流传输。因此，为了减小天线尺寸，对圆片进行了了切割而得到半圆片。水平方向上的对称性是天线全向辐射的基本要求，因此，对半圆片偶极子天线进行进一步的改进，利用交叉的方式，得到小型交叉弯折全向超宽带天线。本专利技术的天线能够实现全向辐射，通过弯折，天线的横截面积减小，减小了安装空间。本专利技术适用于应用全向超宽带天线的场合。附图说明图1是具体实施方式一所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线的立体结构示意图；图2是具体实施方式一中的一种小型交叉弯折全向超宽带天线的俯视图；图3是具体实施方式二中的同轴线的结构示意图；图4是具体实施方式四中仿真得到的S11曲线图；图5是具体实施方式四中仿真得到的3.2GHz时H面方向图；图6是具体实施方式四中仿真得到的6.5GHz时H面方向图；图7是具体实施方式四中仿真得到的10GHz时H面方向图；图8是具体实施方式四中仿真得到的3.2GHz时E面方向图；图9是具体实施方式四中仿真得到的6.5GHz时E面方向图；图10是具体实施方式四中仿真得到的10GHz时E面方向图；图11是具体实施方式四中仿真得到的增益随频率变化曲线图；图12是具体实施方式四中实际测得的S11曲线图；图13是具体实施方式四中实际测得的3.2GHz时E面方向图；图14是具体实施方式四中实际测得的3.2GHz时H面方向图；图15是具体实施方式四中实际测得的6.5GHz时E面方向图；图16是具体实施方式四中实际测得的6.5GHz时H面方向图；图17是具体实施方式四中实际测得的10GHz时E面方向图；图18是具体实施方式四中实际测得的10GHz时H面方向图。具体实施方式具体实施方式一：结合图1和图2具体说明本实施方式，本实施方式所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线，包括4片半圆片1和1根同轴线2；4片半圆片1的半径相同，半圆片1两两交叉垂直，形成两个偶极子，分别为偶极子一1-1和偶极子二1-2，同轴线2位于半圆片1的中心线，同轴线2穿过偶极子二1-2与偶极子一1-1连接，两个偶极子的圆弧部分相对，两个偶极子圆弧顶端的距离为h1,每片半圆片1在直边左右两侧的r/2处均沿逆时针方向弯折90°，h1为正数，r为半圆片1的半径。通过交叉，弯折的方式设计、仿真并且加工测试了一种小型化的全向超宽带天线。。具体实施方式二：结合图3具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线作进一步说明，本实施方式中，所述同轴线2包括内芯2-1、介质层2-2和外皮2-3；内芯2-1外包覆介质层2-2，介质层2-2外包覆外皮2-3；与偶极子一1-1接触的同轴线2剥除介质层2-2和外皮2-3。具体实施方式三：本实施方式是对具体实施方式二所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线作进一步说明，本实施方式中，所述内芯2-1的直径a为0.9mm，介质层2-2的直径b为3.2mm，介质的相对介电常数εr为2.43，外皮2-3的厚度c为0.1mm。具体实施方式四：结合图4至图18具体说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式三所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线作进一步说明，本实施方式中，r为16mm，同轴线2的长度为68mm,h1为1mm。内芯2-1与偶极子一1-1接触的长度为1mm。图4至图11为仿真得到的图形，其中，图4为S11(反射系数)曲线，由图可以看出，天线的S11参数在3.1～10.6GHz频率范围内小于-10dB，该天线工作带宽很宽，适用于超宽带系统。天线在3.1～10.6GHz频率范围内H面辐射方向为全向辐射，图5至图7分别为频率为3.2GHz、6.5GHz和10GHz时H面方向图，图8至图10分别为频率为3.2GHz、6.5GHz和10GHz时E面方向图，单位均为dB。图5至图10的仿真结果验证了该天线能够实现全方位的电磁波发射和接收。图11为增益随频率变化曲线图，由图可以看出，可以看出，天线在3.1～10.6GHz频率范围内增益大于1.5dB，满足实用的需求。图12至图18为实际测量得到的图形，其中，图12为S11(反射系数)曲线，由图可以看出，天线的S11参数在3.1～10.6GHz频率范围内小于-10dB。图13至图18为在微波暗室中测得的方向图；图13至图18分别为频率为3.2GHz、6.5GHz和10GHz时的E面方向图和H面方向图，与理论仿真得到的图形吻合。表1为本实施方式的天线在不同频率下测得的增益值。表1不同频率下测得的增益值对于本领域技术人员而言，显然本专利技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本专利技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本专利技术。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本专利技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本专利技术内。虽然在本文中参照了特定的实施方式来描述本专利技术，但是应该理解的是，这些实施例仅仅是本专利技术的原理和应用的示例。因此应该理解的是，可以对示例性的实施例进行许多修改，并且可以设计出其他的布置，只要不偏离所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围。应该理解的是，可以通过不同于原始权利要求所描述的方式来结合不同的从属权利要求和本文中所述的特征。还可以理解的是，结合单独实施例所描述的特征可以使用在其他所述实施例中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种小型交叉弯折全向超宽带天线，其特征在于，包括4片半圆片(1)和1根同轴线(2)；4片半圆片(1)的半径相同，半圆片(1)两两交叉垂直，形成两个偶极子，分别为偶极子一(1‑1)和偶极子二(1‑2)，同轴线(2)位于半圆片(1)的中心线，同轴线(2)穿过偶极子二(1‑2)与偶极子一(1‑1)连接，两个偶极子的圆弧部分相对，两个偶极子圆弧顶端的距离为h1,每片半圆片(1)在直边左右两侧r/2处均沿逆时针方向弯折90°，h1为正数，r为半圆片(1)的半径。

【技术特征摘要】
1.一种小型交叉弯折全向超宽带天线，其特征在于，包括4片半圆片(1)和1根同轴线(2)；4片半圆片(1)的半径相同，半圆片(1)两两交叉垂直，形成两个偶极子，分别为偶极子一(1-1)和偶极子二(1-2)，同轴线(2)位于半圆片(1)的中心线，同轴线(2)穿过偶极子二(1-2)与偶极子一(1-1)连接，两个偶极子的圆弧部分相对，两个偶极子圆弧顶端的距离为h1,每片半圆片(1)在直边左右两侧r/2处均沿逆时针方向弯折90°，h1为正数，r为半圆片(1)的半径。2.根据权利要求1所述的一种小型交叉弯折全向超宽带天线，其特征在于，所述同轴线(2)包括内芯...

【专利技术属性】
技术研发人员：李伟，索莹，徐晓鹏，刘艳，王洪永，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23