[发明专利]极子天线的小型化优化方法及小型化弓形天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于无线电子系统的极子天线，更特别地说，是指一种具有与安 装面共形的小型化弓形天线。

背景技术

随着通信技术，空间技术和超宽带电子技术的发展，各种电子设备均向小型化与 微型化方向发展，天线作为无线电子系统必不可少的部件也必然向小型化方向发展。 天线的使用范围很大，使用目的，场合不同，对小型化的要求也不同。一般的要求是： (1)减小天线所占有的空间；(2)重量轻；(3)结构简单或在载体上低轮廓，与载 体共形等。

极子天线结构简单，性能稳定，是飞行器中最常使用的天线。普通极子天线作为 谐振天线，其电流呈驻波分布，输入电阻及输入电抗都是其电长度的敏感函数。极子 天线在中心波长为λ/4时谐振。当工作频率远大于300～3000MHz的特高频无线电 波(UHF波段)时，总长相对较小。然而，对于一些UHF波段或微波频率的单极 子或偶极子天线，实际应用的时候尺寸可能需要缩短50％，甚至更多。

人们采用诸如分形技术、弯折线技术或者加载技术等来实现天线高度的减小和性 能的改善。分形天线性能优越，但构造相对复杂，理论分析困难。而加载技术增添了 附加的电路，且伴有额外的能量损耗，会导致天线效率降低。用弯折线构造的小型化 天线既有分形天线间填充属性的优点，同时没有额外的附加电路，外形简单又经济。 因此采用外形结构相对简单而分析方法相对成熟的弯折线天线往往是首选的天线小 型化形式。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有与安装面共形的小型化弓形天线，该弓形天线采用 弯折方式进行天线结构构形，采用空间自相似的结构，增加了天线空间填充属性。同 时，在天线内部，天线各段分别产生自感，这些自感互相耦合，在天线内部产生互感。 天线内部自感与互感的产生，极大地增加了天线对外的电感应强度。使得天线单位长 度内有效长度增加，即为天线谐振频率相同的情况下，弓形天线谐振波长增长，天线 的尺寸缩减。

本发明的一种极子天线的小型化优化方法及小型化弓形天线，该弓形天线是一种 能够与安装物体表面结构共形的具有薄片结构的天线，是采用在一厚度为d′、长为A 和高为B的金属平板上，应用线切割技术切割去除弯折槽、中心缝后形成的，弯折槽 的高记为d，中心缝的长记为d″；金属平板的纵向中心线上设有馈电点，且馈电点 位于中心缝的中心位置；中心缝将弓形天线分隔成天线左臂和天线右臂，天线左臂与 天线右臂的结构相同，且以纵向中心线对称设置。

天线左臂从上至下顺序设有A弯折槽、B弯折槽、C弯折槽、D弯折槽、E弯折 槽、F弯折槽。

天线右臂从上至下顺序设有G弯折槽、H弯折槽、I弯折槽、J弯折槽、K弯折 槽、L弯折槽。

本发明设计的小型化弓形天线优点在于：

(1)采用在一块金属板上切割构形，使得弓形天线外形结构简单，实现方便，便于 对天线进行各种进一步的优化分析。

(2)弓形天线具有低轮廓的特性，可减少空气动力对结构体的影响，如有特殊需要， 弓形天线也易于与安装的结构体共形。

(3)以馈电点为中心对称设计的天线左臂和天线右臂，具有全向辐射的特性。

(4)在保持普通极子天线电性能不变的前提下，弓形天线尺寸可控，且缩减极其明 显，大大的提高了极子天线小型化的程度。

(5)弓形天线材料选则范围广泛，加工工艺简单，成品价格经济实惠，适用范围广。

附图说明

图1是本发明小型化弓形天线的结构图。

图2是本发明小型化弓形天线的尺寸标注示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1所示，本发明的一种小型化弓形天线，该弓形天线是一种能够与安装 物体表面结构共形的具有薄片结构的天线，是采用在一厚度为d′(单位：mm)、长 为A(单位：mm)和高为B(单位：mm)的金属平板上，应用线切割技术切割去 除弯折槽5、中心缝4后形成的，弯折槽5的高记为d，中心缝4的长记为d″。金 属平板的纵向中心线上设有馈电点3，且馈电点3位于中心缝4的中心位置。中心缝 4将弓形天线分隔成天线左臂1和天线右臂2，天线左臂1与天线右臂2的结构相同， 且以纵向中心线对称设置。