p;>、，饋電中心點(diǎn)與CC背條1C3中部的距離記為及|，CC背條1C3的覆銅寬度記為V6，CC背條1C3 -端端部與饋電中心線的距離記為U6,CC背條1C3的外側(cè)與振子的切線間距記 為q6。則有：
.U6= (0? 5 ~1. 5)L、V6= (0? 5 ~ 1. 1)L、q6= (0? 4 ~1. 5)L〇
[0128] 三背條的低剖面雙層印刷超寬帶天線的性能說明：
[0129] 為了在振子天線的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓寬頻帶，并保持良好的方向性和增益特性，振 子與背條的尺寸為：
[0130] E=D= 75mm;R1 = 37. 80mm;R2 = 33. 88mm;g= 0. 80mm;w= 7. 75mm;
[0131]L= 11.00mm；
[0132]
[0133]
[0134]
[0135] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有三背條的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得駐波系數(shù) 性能如圖7A所示，該天線在0. 7GHz~2. 7GHz的范圍內(nèi)，其駐波系數(shù)小于2,這主要得益于 天線形式的設(shè)計(jì)以及剖面高度的選擇。
[0136] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有三背條的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得增益性能 如圖7B所示，該天線在2. 6GHz處增益達(dá)到10. 5dB，在頻段0. 7GHz~2. 7GHz范圍內(nèi)，增益 大于6. 5dB，倍頻頻帶寬度可達(dá)3. 9,覆蓋了現(xiàn)在無線通信的所有無線制式，可應(yīng)用于室分 天線。
[0137] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有三背條的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過仿真測得輻射 方向性能如圖7C、圖7D所示，該天線在0. 7GHz~2. 7GHz范圍內(nèi)，有很好的定性輻射特 性。雖然有巴倫結(jié)構(gòu)進(jìn)行平衡饋電，但未受大的影響，只是稍有偏移和裂瓣。與申請?zhí)枮?CN201210050530. 8公開的該性能相比，本發(fā)明天線在H面的方向性全向性更好。
[0138] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的具有三背條的低剖面雙層印刷超寬帶天線，通過HFSS軟件仿真測 得3D輻射方向性能如圖7E所示，能夠更直觀的看出，該天線在E面和H面方向性良好，未 出現(xiàn)裂瓣，增益穩(wěn)定。
[0139] 本發(fā)明天線設(shè)計(jì)的三背條的加載，使偶極子天線帶寬由1. 42~2. 7GHz拓寬到了 0. 7~2. 7GHz，成功的實(shí)現(xiàn)了頻帶（覆蓋VHF波段、L波段和S波段）的拓寬，并且振子的 尺寸始終保持不變，背條之間相互沒有影響。根據(jù)天線的頻段可以考慮多加幾個(gè)背條。
[0140] 本發(fā)明設(shè)計(jì)的是一種多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，所要解決的 是如何拓寬天線的頻帶寬度的技術(shù)問題，在介質(zhì)板的上面板設(shè)置背條，且背條的等效弧長 為拓寬頻帶部分中心頻率所對應(yīng)波長的一半，該方法通過背條與振子耦合產(chǎn)生感應(yīng)電容的 技術(shù)手段，來使天線的阻抗隨頻率變化變小，進(jìn)而拓寬天線的頻帶寬度。并且背條的加載對 于天線的輻射性能幾乎無影響，保持了原有天線的輻射性能和增益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板 (1)、縱向介質(zhì)板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撐柱（5);其特征在于：橫向介質(zhì)板（1)的 上板面（11)上采用覆銅技術(shù)加工有AA背條（IAl)，所述AA背條（IAl)的兩端未設(shè)有通孔； 在橫向介質(zhì)板（1)的下板面（12)上采用覆銅技術(shù)加工有結(jié)構(gòu)相同的第一振子（121)和第 二振子（122) ;AA背條（IAl)與第一振子（121)和第二振子（122)采用了電磁耦合產(chǎn)生電 容的方式； 第一振子（121)與第二振子（122)由橢圓形和梯形構(gòu)成，橢圓形的實(shí)軸記為R2,橢圓形 的虛軸記為R1，梯形的高記為L，梯形的上底的寬記為w，梯形的下底的寬為2倍的R2。第 一振子（121)與第二振子（122)的間隔記為g，則有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示 波長，R2-R1 = 0· 1 ~6. 0mm。2. -種多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板 (1)、縱向介質(zhì)板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撐柱（5);其特征在于：橫向介質(zhì)板（1)的 上板面（11)上采用覆銅技術(shù)加工有BA背條（IBl)和BB背條（1B2)，所述BA背條（IBl)和 BB背條（1B2)的兩端未設(shè)有通孔；在橫向介質(zhì)板⑴的下板面（12)上采用覆銅技術(shù)加工 有結(jié)構(gòu)相同的第一振子（121)和第二振子（122);所述BA背條（IBl)和BB背條（1B2)與 第一振子（121)和第二振子（122)采用了電磁耦合產(chǎn)生電容的方式； 第一振子（121)與第二振子（122)由橢圓形和梯形構(gòu)成，橢圓形的實(shí)軸記為R2,橢圓形 的虛軸記為R1，梯形的高記為L，梯形的上底的寬記為w，梯形的下底的寬為2倍的R2。第 一振子121與第二振子122的間隔記為g，則有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示波長， R2-R1 = 0. 1 ~6. 0mm。3. -種多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線包括有橫向介質(zhì)板 (1)、縱向介質(zhì)板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撐柱（5);其特征在于：橫向介質(zhì)板（1)的 上板面（11)上采用覆銅技術(shù)加工有CA背條（ICl)、CB背條（1C2)和CC背條（1C3)，所述 CA背條（ICl)、CB背條（1C2)和CC背條（1C3)的兩端未設(shè)有通孔；在橫向介質(zhì)板（1)的下 板面（12)上采用覆銅技術(shù)加工有結(jié)構(gòu)相同的第一振子（121)和第二振子（122);所述CA背 條（ICl)、CB背條（1C2)和CC背條（1C3)與第一振子（121)和第二振子（122)米用了電磁 耦合產(chǎn)生電容的方式； 第一振子（121)與第二振子（122)由橢圓形和梯形構(gòu)成，橢圓形的實(shí)軸記為R2,橢圓形 的虛軸記為R1，梯形的高記為L，梯形的上底的寬記為w，梯形的下底的寬為2倍的R2。第 一振子121與第二振子122的間隔記為g，則有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示波長， R2-R1 = 0. 1 ~6. 0mm。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在 于：AA背條（IAl)的結(jié)構(gòu)為，饋電中心點(diǎn)與AA背條（IAl) -端端部的距離記為，饋電中 心點(diǎn)與AA背條（IAl)中部的距咼記為/?.1,,，AA背條（IAl)的覆銅寬度記為V\AA背條（IAl) 一端端部與饋電中心線的距離記為U\AA背條（IAl)的外側(cè)與振子的切線間距記為q1。則 有：/?|'、= (3.6 ~4.5)忑、/?,二（2_5 ~ 3:5)i、U1= (〇· 5 ~I. 5) L、V 工=(0· 09 ~0· 3) L、 q1= (0 ~0. 7) L。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在 于：BA背條（IBl)的結(jié)構(gòu)為：饋電中心點(diǎn)與BA背條（IBl) -端端部的距離記為/g ,饋電中 心點(diǎn)與BA背條（IBl)中部的距離記為，BA背條（IBl)的覆銅寬度記為V2, BA背條（IBl) 一端端部與饋電中心線的距離記為U2，BA背條（IBl)的外側(cè)與振子的切線間距記為q2。貝IJBB背條（1B2)的結(jié)構(gòu)為：饋電中心點(diǎn)與BB背條（1B2) -端端部的距離記為/?，饋電中 心點(diǎn)與BB背條（1B2)中部的距離記為，BB背條（1B2)的覆銅寬度記為V3，BB背條（1B2) 一端端部與饋電中心線的距離記為U3，BB背條（1B2)的外側(cè)與振子的切線間距記為q3。則6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特征在 于：CA背條（ICl)的結(jié)構(gòu)為：饋電中心點(diǎn)與CA背條（ICl) 一端端部的距離記為饋電中 心點(diǎn)與CA背條（ICl)中部的距咼記為背條（ICl)的覆銅寬度記為V4, CA背條（ICl) 一端端部與饋電中心線的距離記為U4, CA背條（ICl)的外側(cè)與振子的切線間距記為q4。則CB背條（1C2)的結(jié)構(gòu)為：饋電中心點(diǎn)與CB背條（1C2) -端端部的距離記為/?，饋電 中心點(diǎn)與CB背條（1C2)中部的距離記為背條（1C2)的覆銅寬度記為V5, CB背條 (1C2) -端端部與饋電中心線的距離記為U5, CB背條（1C2)的外側(cè)與振子的切線間距記為CC背條（1C3)的結(jié)構(gòu)為：饋電中心點(diǎn)與CC背條（1C3) -端端部的距離記為％'、，饋電 中心點(diǎn)與CC背條（1C3)中部的距離記為背條（1C3)的覆銅寬度記為V6, CC背條 (1C3) -端端部與饋電中心線的距離記為U6, CC背條（1C3)的外側(cè)與振子的切線間距記為7. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特 征在于：能夠工作于VHF，S和L波段。8. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特 征在于：在0. 7GHz~2. 7GHz的范圍內(nèi)，其駐波系數(shù)小于2。9. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特 征在于：在2. 6GHz處增益達(dá)到10. 5dB，在頻段0. 7GHz~2. 7GHz范圍內(nèi)，增益大于6. 5dB， 倍頻頻帶寬度可達(dá)3. 9。10. 根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，其特 征在于：縱向介質(zhì)板（2)的剖面高度小于40_。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多背條拓展頻帶的低剖面雙層印刷超寬帶天線，該天線通過改變背條與振子的相對位置，及背條與振子耦合產(chǎn)生感應(yīng)電容來調(diào)整超寬帶天線的工作波段、天線增益、天線定向性等性能。設(shè)置在介質(zhì)板上下的多背條與振子無需打孔，通過電磁耦合生成感應(yīng)電容產(chǎn)生多個(gè)諧振點(diǎn)，使天線阻抗特性隨頻率的變化減小進(jìn)而拓寬天線的頻帶。本發(fā)明天線設(shè)計(jì)了1～3個(gè)背條，分別將原有的振子天線進(jìn)一步拓寬了3個(gè)頻段，背條的等效弧長為拓寬頻帶部分中心頻率所對應(yīng)波長的一半，使得天線涵蓋了現(xiàn)在常用的所有通信的無線制式業(yè)務(wù)，同時(shí)具有高增益，穩(wěn)定的方向性，小型化的優(yōu)點(diǎn)，在無線通信方面有廣泛的應(yīng)用前景。
【IPC分類】H01Q19/10, H01Q5/10, H01Q5/40, H01Q1/38
【公開號(hào)】CN105186127
【申請?zhí)枴緾N201510581777
【發(fā)明人】吳琦, 郭雙, 蘇東林
【申請人】北京航空航天大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年9月14日