CN109921168A - 一种火苗形超宽带平面单极子天线 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种火苗形超宽带平面单极子天线，具体涉及天线领域，包括辐射枝节组件，所述辐射枝节组件包括第一辐射枝节、第二辐射枝节和第三辐射枝节，所述辐射枝节组件设置为螺旋形，所述辐射枝节组件上连接有渐变微带馈线，所述辐射枝节组件与渐变微带馈线底部固定设有介质基板，所述介质基板底部固定设有接地金属板。本发明在实际制造时，可以通过PCB加工工艺进行本发明的生产以及加工，生产出的成品结构较为简单，体积较小，制造成本低廉，同时易与其他电路进行集成，提高了空间利用率，使用较为方便，实际使用效果较好。

Description

一种火苗形超宽带平面单极子天线

技术领域

本发明涉及天线技术领域，更具体地说，本发明涉及一种火苗形超宽带平面单极子天线。

背景技术

近年来，随着人们对定位服务需求的日益增加，无线定位技术得到了前所未有的发展。当前比较流行的无线定位技术主要有：红外线定位、超声波定位、基站定位、射频识别定位、辅助全球定位技术和超宽带无线定位等，相比于其他的定位系统，超宽带定位系统拥有无可比拟的优势，它使用窄脉冲传输信号，信号瞬时功率很强，所以穿透能力和抗干扰能力较强；而在频域中，窄脉冲信号占有很宽的频谱，这意味着其信道容量和传输速率都很高，同时辐射功率谱密度很低，不易对其他系统产生干扰，也不易被电子侦察设备截获。

作为超宽带定位系统中发射与接收电磁波的装置——超宽带天线，其设计的好坏直接关系到整个系统的性能，超宽带系统中传输的是时域上宽度不到1纳秒，但频域中带宽却有几个GHz的脉冲信号，因此，超宽带系统要求天线阻抗带宽非常宽，并且在整个工作带宽内保持稳定的相位中心和辐射方向图，这样脉冲信号才能完整且不失真地传输。

现有技术中的超宽带天线有双锥天线、盘锥天线和球形天线等，都是三维结构，有着庞大的体积，使用较为不便，同时其在制造时也较为不便，实际使用效果较差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种火苗形超宽带平面单极子天线，通过设有辐射枝节组件、渐变微带馈线、介质基板和接地金属板，同时将辐射枝节组件、渐变微带馈线、介质基板和接地金属板采用平面结构进行布置，以便于在实际制造时，可以通过PCB加工工艺进行本发明的生产以及加工，生产出的成品结构较为简单，体积较小，制造成本低廉，同时易与其他电路进行集成，提高了空间利用率，使用较为方便，实际使用效果较好，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种火苗形超宽带平面单极子天线，包括辐射枝节组件，所述辐射枝节组件包括第一辐射枝节、第二辐射枝节和第三辐射枝节，所述辐射枝节组件设置为螺旋形，所述辐射枝节组件上连接有渐变微带馈线，所述辐射枝节组件与渐变微带馈线底部固定设有介质基板，所述介质基板底部固定设有接地金属板。

在一个优选地实施方式中，所述第二辐射枝节长度和第三辐射枝节长度均大于第一辐射枝节长度，所述第三辐射枝节端部设置为圆弧状。

在一个优选地实施方式中，所述螺旋状设置为火苗状或棒棒糖状。

在一个优选地实施方式中，所述第一辐射枝节和第三辐射枝节均与第二辐射枝节耦合。

在一个优选地实施方式中，所述接地金属板上设有弧形面。

在一个优选地实施方式中，所述第一辐射枝节与第二辐射枝节均设置为圆弧状。

在一个优选地实施方式中，所述渐变微带馈线一端直径大于另一端直径。

在一个优选地实施方式中，所述渐变微带馈线与第一辐射枝节连接。

在一个优选地实施方式中，所述介质基板外侧套接设有防护组件，所述防护组件包括L形连接块，所述L形连接块设于介质基板四角，所述L形连接块之间设有连接条，所述L形连接块与连接条内侧均设有容纳槽，所述介质基板边缘设于容纳槽内部，所述L形连接块与连接条均由橡胶制成。

在一个优选地实施方式中，所述L形连接块端部设有第一限位块，所述第一限位块端部设有第二限位块，所述连接条内侧两端均设有第一限位槽与第二限位槽，所述第一限位槽与第二限位槽连通，所述第一限位块设于第一限位槽内部，所述第二限位块设于第二限位槽内部。

本发明的技术效果和优点：

1、本发明通过设有辐射枝节组件、渐变微带馈线、介质基板和接地金属板，同时将辐射枝节组件、渐变微带馈线、介质基板和接地金属板采用平面结构进行布置，以便于在实际制造时，可以通过PCB加工工艺进行本发明的生产以及加工，生产出的成品结构较为简单，体积较小，制造成本低廉，同时易与其他电路进行集成，提高了空间利用率，使用较为方便，实际使用效果较好；

2、通过使第二辐射枝节长度和第三辐射枝节长度均大于第一辐射枝节长度，以便于有效增加天线的整体电长度，对低频端的阻抗匹配具有有益效果；

3、通过使第三辐射枝节端部设置为圆弧状，第一辐射枝节和第三辐射枝节均与第二辐射枝节耦合，以便于可以改善本发明的阻抗匹配特性；

4、通过在接地金属板上设有弧形面，同时使第一辐射枝节与第二辐射枝节均设置为圆弧状，从而使接地金属板上的弧形面与第一辐射枝节与第二辐射枝节相配合，构成渐变缝隙，从而实现超宽带工作；

5、通过使渐变微带馈线一端直径大于另一端直径，即渐变微带馈线直径逐渐变小，进而当渐变微带馈线对第一辐射枝节、第二辐射枝节和第三辐射枝节进行馈电时，其渐变结构可以有利于宽带的阻抗匹配；

6、通过设有防护组件，以便于利用防护组件对承载有辐射枝节组件、渐变微带馈线和接地金属板的介质基板进行保护，以便于使得本发明在实际运输以及装箱上，可以避免相邻两个承载有辐射枝节组件、渐变微带馈线和接地金属板的介质基板发生摩擦，而导致介质基板磨损的情况，有效保证了本发明的质量。

附图说明

图1为本发明的整体正视结构示意图。

图2为本发明的整体后视结构示意图。

图3为本发明的图2中A部分结构示意图。

图4为本发明的立体结构示意图。

图5为本发明的S11仿真示意图。

图6为本发明的辐射枝节组件棒棒糖状外形示意图。

附图标记为：1辐射枝节组件、2第一辐射枝节、3第二辐射枝节、4第三辐射枝节、5渐变微带馈线、6介质基板、7接地金属板、8防护组件、9 L形连接块、10连接条、11第一限位块、12第二限位块、13第一限位槽、14第二限位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明提供了如图1-5所示的一种火苗形超宽带平面单极子天线，包括辐射枝节组件1，所述辐射枝节组件1包括第一辐射枝节2、第二辐射枝节3和第三辐射枝节4，所述辐射枝节组件1设置为螺旋形，所述辐射枝节组件1上连接有渐变微带馈线5，所述辐射枝节组件1与渐变微带馈线5底部固定设有介质基板6，所述介质基板6底部固定设有接地金属板7。

由上述实施例可知：本发明通过设有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5、介质基板6和接地金属板7，同时将辐射枝节组件1、渐变微带馈线5、介质基板6和接地金属板7采用平面结构进行布置，以便于在实际制造时，可以通过PCB加工工艺进行本发明的生产以及加工，生产出的成品结构较为简单，体积较小，制造成本低廉，同时易与其他电路进行集成，提高了空间利用率，使用较为方便，实际使用效果较好。

进一步的，所述第二辐射枝节3长度和第三辐射枝节4长度均大于第一辐射枝节2长度，第一辐射枝节2较短，主要工作在高频端，第二辐射枝节3与第三辐射枝节4能有效增加天线的电长度，对低频端的阻抗匹配具有有益效果，所述第三辐射枝节4端部设置为圆弧状。

进一步的，所述螺旋状具体包括火苗状，进而有效保证辐射枝节组件1的使用性能。

进一步的，所述第一辐射枝节2和第三辐射枝节4均与第二辐射枝节3耦合，可以改善天线阻抗匹配特性。

进一步的，所述接地金属板7上设有弧形面。

进一步的，所述第一辐射枝节2与第二辐射枝节3均设置为圆弧状，从而使接地金属板7上的弧形面与第一辐射枝节2与第二辐射枝节3相配合，构成渐变缝隙，从而实现超宽带工作。

进一步的，所述渐变微带馈线5一端直径大于另一端直径，渐变微带馈线5用于对第一辐射枝节2、第二辐射枝节3和第三辐射枝节4进行馈电，其渐变结构有利于宽带的阻抗匹配。

进一步的，所述渐变微带馈线5与第一辐射枝节2连接。

进一步的，所述介质基板6外侧套接设有防护组件8，所述防护组件8包括L形连接块9，所述L形连接块9设于介质基板6四角，所述L形连接块9之间设有连接条10，所述L形连接块9与连接条10内侧均设有容纳槽，所述介质基板6边缘设于容纳槽内部，所述L形连接块9与连接条10均由橡胶制成，通过设有防护组件8，以便于利用防护组件8对承载有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5和接地金属板7的介质基板6进行保护，以便于使得本发明在实际运输以及装箱上，可以避免相邻两个承载有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5和接地金属板7的介质基板6发生摩擦，而导致介质基板6磨损的情况，有效保证了本发明的质量。

进一步的，所述L形连接块9端部设有第一限位块11，所述第一限位块11端部设有第二限位块12，所述连接条10内侧两端均设有第一限位槽13与第二限位槽14，所述第一限位槽13与第二限位槽14连通，所述第一限位块11设于第一限位槽13内部，所述第二限位块12设于第二限位槽14内部。

实施例2

与实施例1不同的是：由图6可知，所述螺旋状具体包括棒棒糖状，进而在略微降低辐射枝节组件1使用性能的情况下降低辐射枝节组件1的生产难度，使得本发明更加适用于工业化生产。

本发明工作原理：

参照说明书附图1、附图2和附图4，本发明通过设有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5、介质基板6和接地金属板7，同时将辐射枝节组件1、渐变微带馈线5、介质基板6和接地金属板7采用平面结构进行布置，以便于在实际制造时，可以通过PCB加工工艺进行本发明的生产以及加工，生产出的成品结构较为简单，体积较小，制造成本低廉，同时易与其他电路进行集成，提高了空间利用率，使用较为方便，实际使用效果较好；

参照说明书附图1、附图2和附图4，通过使第二辐射枝节3长度和第三辐射枝节4长度均大于第一辐射枝节2长度，以便于有效增加天线的整体电长度，对低频端的阻抗匹配具有有益效果；

参照说明书附图1、附图2和附图4，通过使第三辐射枝节4端部设置为圆弧状，第一辐射枝节2和第三辐射枝节4均与第二辐射枝节3耦合，以便于可以改善本发明的阻抗匹配特性；

参照说明书附图1、附图2和附图4，通过在接地金属板7上设有弧形面，同时使第一辐射枝节2与第二辐射枝节3均设置为圆弧状，从而使接地金属板7上的弧形面与第一辐射枝节2与第二辐射枝节3相配合，构成渐变缝隙，从而实现超宽带工作；

参照说明书附图1、附图2和附图4，通过使渐变微带馈线5一端直径大于另一端直径，即渐变微带馈线5直径逐渐变小，进而当渐变微带馈线5对第一辐射枝节2、第二辐射枝节3和第三辐射枝节4进行馈电时，其渐变结构可以有利于宽带的阻抗匹配。

参照说明书附图1、附图2和附图3，通过设有防护组件8，以便于利用防护组件8对承载有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5和接地金属板7的介质基板6进行保护，以便于使得本发明在实际运输以及装箱上，可以避免相邻两个承载有辐射枝节组件1、渐变微带馈线5和接地金属板7的介质基板6发生摩擦，而导致介质基板6磨损的情况，有效保证了本发明的质量。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种火苗形超宽带平面单极子天线，包括辐射枝节组件（1），其特征在于：所述辐射枝节组件（1）包括第一辐射枝节（2）、第二辐射枝节（3）和第三辐射枝节（4），所述辐射枝节组件（1）设置为螺旋状，所述辐射枝节组件（1）上连接有渐变微带馈线（5），所述辐射枝节组件（1）与渐变微带馈线（5）底部固定设有介质基板（6），所述介质基板（6）底部固定设有接地金属板（7）。

2.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述第二辐射枝节（3）长度和第三辐射枝节（4）长度均大于第一辐射枝节（2）长度，所述第三辐射枝节（4）端部设置为圆弧状。

3.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述螺旋状设置为火苗状或棒棒糖状。

4.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述第一辐射枝节（2）和第三辐射枝节（4）均与第二辐射枝节（3）耦合。

5.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述接地金属板（7）上设有弧形面。

6.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述第一辐射枝节（2）与第二辐射枝节（3）均设置为圆弧状。

7.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述渐变微带馈线（5）一端直径大于另一端直径。

8.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述渐变微带馈线（5）与第一辐射枝节（2）连接。

9.根据权利要求1所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述介质基板（6）外侧套接设有防护组件（8），所述防护组件（8）包括L形连接块（9），所述L形连接块（9）设于介质基板（6）四角，所述L形连接块（9）之间设有连接条（10），所述L形连接块（9）与连接条（10）内侧均设有容纳槽，所述介质基板（6）边缘设于容纳槽内部，所述L形连接块（9）与连接条（10）均由橡胶制成。

10.根据权利要求9所述的一种火苗形超宽带平面单极子天线，其特征在于：所述L形连接块（9）端部设有第一限位块（11），所述第一限位块（11）端部设有第二限位块（12），所述连接条（10）内侧两端均设有第一限位槽（13）与第二限位槽（14），所述第一限位槽（13）与第二限位槽（14）连通，所述第一限位块（11）设于第一限位槽（13）内部，所述第二限位块（12）设于第二限位槽（14）内部。