一种三频共形全向天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种三频共形全向天线，属于天线技术领域。其包括介质基板、微带馈线和位于介质基板上表面的辐射单元；其特征在于，辐射单元包括从上至下依次排布的T型枝节、刻蚀有第一U型缝隙的第一矩形贴片和刻蚀有第二U型缝隙的U型枝节；矩形贴片的顶部与T型枝节的竖直段连接；介质基板的底部设有馈电端口；微带馈线一端与矩形的底部连接，另一端连接馈电端口；U型枝节的开口向上；介质基板的下表面设有从上至下依次设有第二矩形贴片、电场耦合谐振器和金属地板。本实用新型专利技术适用于无人机平台，且具有良好的水平面全向辐射特性和低交叉极化特性。交叉极化特性。交叉极化特性。

【技术实现步骤摘要】
一种三频共形全向天线


[0001]本技术涉及天线
，特别涉及一种三频共形全向天线。

技术介绍

[0002]通常多旋翼无人机都是通过放置在无人机起落架内的工作在单个频段的单极子天线来与地面控制设备进行通信，而现在电磁环境复杂，多旋翼无人机容易受到电磁干扰，一旦该通信信号受到干扰，可能会阻断地面控制站和无人机之间的通信，危害其飞行安全。工作于无人机通信三频段的三频共形全向天线具有多频和全向特性，可以降低无人机受到通信链路干扰导致飞行不安全的风险以及保障无人机的通信质量，其可共形于无人机起落架上，节约无人机上的搭载空间，因此对其进行研究具有重要意义。
[0003]崔悦慧、罗鹏在2019年发表的《A Compact Tri
‑
Band Horizontally Polarized Omnidirectional Antenna for UAV Applications》中公开了一种工作在无人机通信三频段的刀型水平极化全向天线，在带有垂直插槽的金属盒内加载折叠贴片，利用折叠贴片的一阶和二阶谐振模式工作于无人机通信的低高频段，由被折叠贴片激发的槽模式产生无人机通信中频带，具体可以覆盖840MHz
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847MHz，1422MHz
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1467MHz和2270MHz
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2531MHz三个频段，在三个频段处具有较低交叉极化，水平面内增益变化分别小于2dB，3dB，5dB，全向性较差，整体尺寸为0.32λ0×
0.16λ0×
0.08λ0(其中，λ0为该天线在低频段的中心谐振频率处所对应的自由空间波长)，尺寸偏大。因此，从技术方面来讲，天线的水平面全向辐射特性以及小型化程度等方面还可以提高。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本技术提供了一种三频共形全向天线。本技术具有良好水平面全向辐射特性以及较小天线尺寸的多频共形通信天线，天线共形于无人机平台，节约无人机上搭载空间。
[0005]为了实现上述目的，本技术所采取的技术方案为：
[0006]一种三频共形全向天线，包括介质基板、微带馈线和位于介质基板上表面的辐射单元；所述辐射单元包括从上至下依次排布的T型枝节、刻蚀有第一U型缝隙的第一矩形贴片和刻蚀有第二U型缝隙的U型枝节；所述矩形贴片的顶部与T型枝节的竖直段连接；所述介质基板的底部设有馈电端口；所述微带馈线一端与矩形的底部连接，另一端连接馈电端口；所述U型枝节的开口向上；
[0007]所述介质基板的下表面设有从上至下依次设有第二矩形贴片、电场耦合谐振器和金属地板；所述电场耦合器位于第一矩形贴片的背部；所述金属地板上设有垂直于微带馈线的矩形缝隙，金属地板在上表面的投影紧贴U型枝节。
[0008]进一步的，所述第一U型缝隙的开口向上，所述第一U型缝隙的水平段紧贴第一矩形贴片的底边，第一U型缝隙的竖直段紧贴对应第一矩形贴片的侧边。
[0009]进一步的，所述第二U型缝隙的水平段位于U型枝节的水平段上，第二U型缝隙的竖
直段位于对应的U型枝节的竖直段上；所述微带馈线和U型枝节的重合部分具有构成第二U形缝隙的镂空。
[0010]进一步的，所述T型枝节的水平段向下弯折，与第一矩形贴片无接触。
[0011]进一步的，所述电场耦合器包括矩形环和位于矩形环内的T型金属条带；两T型金属条带的竖直段分别与矩形环的顶边和底边连接，两T型金属条带的水平段平行于矩形环的顶边，且两水平段正对。
[0012]本技术采取上述技术方案所产生的有益效果在于：
[0013]本技术通过多枝节法和多缝隙法实现多频特性，可工作于无人机通信三频段，通过枝节弯折、蚀刻缝隙以及添加电场耦合谐振器结构实现天线的小型化，适用于无人机平台，且具有良好的水平面全向辐射特性和低交叉极化特性。
附图说明
[0014]图1为本技术的整体结构示意图；
[0015]图2为本技术的仰视结构示意图；
[0016]图3为本技术的正视结构示意图；
[0017]图4为本技术的后视结构示意图；
[0018]图5为本技术实施例1的反射系数仿真结果图；
[0019]图6为本技术实施例1的低频段中心谐振频率842MHz处的xoy面辐射方向图。
[0020]图7为本技术实施例1的中频段中心谐振频率1437MHz处的xoy面辐射方向图。
[0021]图8为本技术实施例1的高频段中心谐振频率2425MHz处的xoy面辐射方向图。
具体实施方式
[0022]下面，结合附图和具体实施方式对本技术做进一步的说明。
[0023]为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0024]本技术提出了一种三频共形全向天线，目的在于实现工作于无人机通信三频段，且具有良好水平面全向辐射特性以及较小天线尺寸的多频共形通信天线，天线共形于无人机平台，节约无人机上搭载空间。
[0025]本技术采用的技术方案包括介质基板1，微带馈线2，馈电端口3，辐射单元4，位于介质基板背面的电场耦合谐振器5，位于介质基板背面的金属地板6和矩形贴片7：
[0026]所述微带馈线2，位于介质基板上表面，整体长度为L2，宽度为W2，一端与馈电端口3连接。
[0027]所述馈电端口3，位于介质基板前端，通过微带馈线2为辐射单元馈电。
[0028]所述辐射单元4包括蚀刻有U形缝隙44的矩形贴片41，位于馈线上的带有U形缝隙45的U形枝节42以及弯折的T形枝节43，矩形贴片41与馈线的另一端相连接，T形枝节43与矩形贴片41的顶端部分相连接。
[0029]所述电场耦合谐振器5位于矩形贴片41正下方，包括一个矩形环51以及位于矩形环正中间的两个正对放置的T形金属条带52，T形金属条带的垂直部分与矩形环内部部分相
连接。
[0030]所述金属地板6蚀刻有矩形缝隙61。
[0031]所述矩形贴片7位于介质基板下表面顶部。
[0032]所述介质基板1的整体长度为L，宽度为W，高度为h。
[0033]所述辐射单元4，矩形贴片41的长度为L3，宽度为W3,通过微带馈线2连接到馈电端口3馈电，产生谐振。其上蚀刻有垂直段长度为L
s1
，水平段长度为L
s2
，宽度为W
s1
的U形缝隙44，使得天线表面电流有效路径增加，矩形贴片41产生的谐振频点往低频移动，同时引入了新的电流回路，U形缝隙44也会引进新的谐振点。U形枝节42的垂直段长度为L4，水平段长度为L
e
，宽度为W4，其上蚀刻的U形缝隙45的垂直段长度为L5，水平段长度为L...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三频共形全向天线，包括介质基板、微带馈线和位于介质基板上表面的辐射单元；其特征在于，所述辐射单元包括从上至下依次排布的T型枝节、刻蚀有第一U型缝隙的第一矩形贴片和刻蚀有第二U型缝隙的U型枝节；所述矩形贴片的顶部与T型枝节的竖直段连接；所述介质基板的底部设有馈电端口；所述微带馈线一端与矩形的底部连接，另一端连接馈电端口；所述U型枝节的开口向上；所述介质基板的下表面设有从上至下依次设有第二矩形贴片、电场耦合谐振器和金属地板；电场耦合器位于第一矩形贴片的背部；所述金属地板上设有垂直于微带馈线的矩形缝隙，金属地板在上表面的投影紧贴U型枝节。2.根据权利要求1所述的一种三频共形全向天线，其特征在于，所述第一U型缝隙的开口向上，所述第一U型...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘胜文，王超，王进，孟则宇，解磊，王志娟，杜彪，伍洋，洪涛，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：新型
国别省市：