本發(fā)明涉及一種交叉彎折全向超寬帶天線。

背景技術(shù)：

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和信息時(shí)代的到來，超寬帶通信技術(shù)得到了飛速發(fā)展，它具有小范圍與無線電設(shè)備的超寬帶連接能力。隨著超寬帶技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用，小型化全向超寬帶天線成為了研究熱點(diǎn)。研究全向超寬帶天線，無論在民用上還是軍事上都有了廣泛的應(yīng)用前景和重要的現(xiàn)實(shí)意義。

然而現(xiàn)有的小型化超寬帶天線無法實(shí)現(xiàn)全向輻射，而且橫向面積較大，需要的安裝空間大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有的小型化超寬帶天線無法實(shí)現(xiàn)全向輻射，橫截面積較大的問題，從而提供一種小型交叉彎折全向超寬帶天線。

本發(fā)明所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線，包括4片半圓片和1根同軸線；

4片半圓片的半徑相同，半圓片兩兩交叉垂直，形成兩個(gè)偶極子，分別為偶極子一和偶極子二，同軸線位于半圓片的中心線，同軸線穿過偶極子二與偶極子一連接，兩個(gè)偶極子的圓弧部分相對(duì)，兩個(gè)偶極子圓弧頂端的距離為h1,每片半圓片在直邊左右兩側(cè)的r/2處均沿逆時(shí)針方向彎折90°，h1為正數(shù)，r為半圓片的半徑。

與偶極子一接觸的同軸線的優(yōu)選參數(shù)為，內(nèi)芯的直徑a為0.9mm，介質(zhì)層的直徑b為3.2mm，介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr為2.43，外皮的厚度c為0.1mm。

優(yōu)選參數(shù)為，r為16mm，同軸線的長度為68mm,h1為1mm。

根據(jù)圓片單極子天線理論分析與研究的結(jié)果，以及對(duì)圓片表面電流分析可知，電流沿著圓片下半部分輻射，圓片上半部分基本沒有電流傳輸。因此，為了減小天線尺寸，對(duì)圓片進(jìn)行了了切割而得到半圓片。水平方向上的對(duì)稱性是天線全向輻射的基本要求，因此，對(duì)半圓片偶極子天線進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)，利用交叉的方式，得到小型交叉彎折全向超寬帶天線。本發(fā)明的天線能夠?qū)崿F(xiàn)全向輻射，通過彎折，天線的橫截面積減小，減小了安裝空間。

本發(fā)明適用于應(yīng)用全向超寬帶天線的場(chǎng)合。

附圖說明

圖1是具體實(shí)施方式一所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是具體實(shí)施方式一中的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線的俯視圖；

圖3是具體實(shí)施方式二中的同軸線的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是具體實(shí)施方式四中仿真得到的s11曲線圖；

圖5是具體實(shí)施方式四中仿真得到的3.2ghz時(shí)h面方向圖；

圖6是具體實(shí)施方式四中仿真得到的6.5ghz時(shí)h面方向圖；

圖7是具體實(shí)施方式四中仿真得到的10ghz時(shí)h面方向圖；

圖8是具體實(shí)施方式四中仿真得到的3.2ghz時(shí)e面方向圖；

圖9是具體實(shí)施方式四中仿真得到的6.5ghz時(shí)e面方向圖；

圖10是具體實(shí)施方式四中仿真得到的10ghz時(shí)e面方向圖；

圖11是具體實(shí)施方式四中仿真得到的增益隨頻率變化曲線圖；

圖12是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的s11曲線圖；

圖13是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的3.2ghz時(shí)e面方向圖；

圖14是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的3.2ghz時(shí)h面方向圖；

圖15是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的6.5ghz時(shí)e面方向圖；

圖16是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的6.5ghz時(shí)h面方向圖；

圖17是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的10ghz時(shí)e面方向圖；

圖18是具體實(shí)施方式四中實(shí)際測(cè)得的10ghz時(shí)h面方向圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：結(jié)合圖1和圖2具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線，包括4片半圓片1和1根同軸線2；

4片半圓片1的半徑相同，半圓片1兩兩交叉垂直，形成兩個(gè)偶極子，分別為偶極子一1-1和偶極子二1-2，同軸線2位于半圓片1的中心線，同軸線2穿過偶極子二1-2與偶極子一1-1連接，兩個(gè)偶極子的圓弧部分相對(duì)，兩個(gè)偶極子圓弧頂端的距離為h1,每片半圓片1在直邊左右兩側(cè)的r/2處均沿逆時(shí)針方向彎折90°，h1為正數(shù)，r為半圓片1的半徑。

通過交叉，彎折的方式設(shè)計(jì)、仿真并且加工測(cè)試了一種小型化的全向超寬帶天線。。

具體實(shí)施方式二：結(jié)合圖3具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式一所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所述同軸線2包括內(nèi)芯2-1、介質(zhì)層2-2和外皮2-3；

內(nèi)芯2-1外包覆介質(zhì)層2-2，介質(zhì)層2-2外包覆外皮2-3；與偶極子一1-1接觸的同軸線2剝除介質(zhì)層2-2和外皮2-3。

具體實(shí)施方式三：本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式二所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，所述內(nèi)芯2-1的直徑a為0.9mm，介質(zhì)層2-2的直徑b為3.2mm，介質(zhì)的相對(duì)介電常數(shù)εr為2.43，外皮2-3的厚度c為0.1mm。

具體實(shí)施方式四：結(jié)合圖4至圖18具體說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式是對(duì)具體實(shí)施方式三所述的一種小型交叉彎折全向超寬帶天線作進(jìn)一步說明，本實(shí)施方式中，r為16mm，同軸線2的長度為68mm,h1為1mm。

內(nèi)芯2-1與偶極子一1-1接觸的長度為1mm。

圖4至圖11為仿真得到的圖形，其中，圖4為s11(反射系數(shù))曲線，由圖可以看出，天線的s11參數(shù)在3.1～10.6ghz頻率范圍內(nèi)小于-10db，該天線工作帶寬很寬，適用于超寬帶系統(tǒng)。

天線在3.1～10.6ghz頻率范圍內(nèi)h面輻射方向?yàn)槿蜉椛?，圖5至圖7分別為頻率為3.2ghz、6.5ghz和10ghz時(shí)h面方向圖，圖8至圖10分別為頻率為3.2ghz、6.5ghz和10ghz時(shí)e面方向圖，單位均為db。圖5至圖10的仿真結(jié)果驗(yàn)證了該天線能夠?qū)崿F(xiàn)全方位的電磁波發(fā)射和接收。

圖11為增益隨頻率變化曲線圖，由圖可以看出，可以看出，天線在3.1～10.6ghz頻率范圍內(nèi)增益大于1.5db，滿足實(shí)用的需求。

圖12至圖18為實(shí)際測(cè)量得到的圖形，其中，圖12為s11(反射系數(shù))曲線，由圖可以看出，天線的s11參數(shù)在3.1～10.6ghz頻率范圍內(nèi)小于-10db。

圖13至圖18為在微波暗室中測(cè)得的方向圖；圖13至圖18分別為頻率為3.2ghz、6.5ghz和10ghz時(shí)的e面方向圖和h面方向圖，與理論仿真得到的圖形吻合。

表1為本實(shí)施方式的天線在不同頻率下測(cè)得的增益值。

表1不同頻率下測(cè)得的增益值

對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，顯然本發(fā)明不限于上述示范性實(shí)施例的細(xì)節(jié)，而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下，能夠以其他的具體形式實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，均應(yīng)將實(shí)施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定，因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。

雖然在本文中參照了特定的實(shí)施方式來描述本發(fā)明，但是應(yīng)該理解的是，這些實(shí)施例僅僅是本發(fā)明的原理和應(yīng)用的示例。因此應(yīng)該理解的是，可以對(duì)示例性的實(shí)施例進(jìn)行許多修改，并且可以設(shè)計(jì)出其他的布置，只要不偏離所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍。應(yīng)該理解的是，可以通過不同于原始權(quán)利要求所描述的方式來結(jié)合不同的從屬權(quán)利要求和本文中所述的特征。還可以理解的是，結(jié)合單獨(dú)實(shí)施例所描述的特征可以使用在其他所述實(shí)施例中。