[发明专利]一种宽带陷波锥形波束天线

说明书

本发明公开了一种宽带陷波锥形波束天线，包括圆形金属地板、圆形介质基板和金属圆锥，所述金属圆锥倒放于圆形金属地板的中心上，其顶端与圆形介质基板的下表面连接，圆形介质基板的上表面印制有圆形辐射贴片，圆形辐射贴片通过四个短路圆柱与圆形金属地板连接，圆形辐射贴片表面上均匀设有四个负载贴片，每个负载贴片处设有与其一一对应、且相互耦合的耦合贴片，每个耦合贴片与圆形金属地板连接；还包括均匀设置在圆形金属地板表面上四个金属寄生圆柱。本发明天线结构紧凑，设计合理，具有宽带和小型化的优点，能够提高多旋翼无人机方向图测量的精度，避免多旋翼无人机工作信号与探头天线的互扰。

技术领域

本发明属于天线技术领域，具体涉及一种宽带陷波锥形波束天线，可用于多旋翼无人机平台测量系统。

背景技术

随着天线以及无线电射频装置的飞速发展，该装置在各个领域中都有极大的应用前景。因此，为了清晰地了解无线电射频装置的具体性能，天线测量技术变得尤为关键。一直以来，大型固定天线或无线电装置在整个使用周期中，针对其辐射性能的精确测量是非常重要，例如在整个天线系统开发和优化，射频系统移交和升级等方面。而在大型固定天线或无线电装置使用过程中辐射性能受到各种各样的影响，如污染、老化、暴风雨或闪电的破坏、动物的破坏、磨损、操作失误和周围环境的变化等。因此，对这些天线系统装置的辐射性能进行周期性的定量核查和检查将变得至关重要。天线测量技术不仅作为估量天线是否正常运行的必备手段，而且在新型天线研究设计上有着不可磨灭的作用。

随着多旋翼无人机技术的迅速发展，衍生出了一种利用多旋翼无人机搭载探头天线对地面大型射频装置辐射特性进行测试的测量系统，这项新技术意味着在天线测量技术在以下几个方面实现了重大突破：一是尺寸紧凑，多旋翼无人机飞行的覆盖区域广，但本身的尺寸极小，不用像在传统的测量手段中，架设庞大而又昂贵的测量装置；二是可移动性，多旋翼无人机作为一个可移动的机器装置，它能灵活移动到各个位置，通过这个特性，可以使室外大型天线设备的辐射方向图被完全的测量出来，而传统的测量方法只能以非常有限且基本的方式进行；三是飞行轨迹的多样化，通过对多旋翼无人机飞行软件参数进行设置，使多旋翼无人机的飞行轨迹变得多种多样，它们可以是：垂直平面、水平平面、圆柱面和球面等任何轨迹，以满足各种测量的需求。

但是无人机盘旋飞行时，探头天线相对地面待测天线有一定倾角，而全向探头天线在倾角方向上增益降低导致接收信号强度小的问题，以及避免信号互扰的问题，使得测量系统容易受到多旋翼无人机通信信号、飞行姿态等因素的影响，导致测量精度和效率的降低。

有鉴于此，本发明人设计出一种宽带陷波锥形波束天线，以解决上述技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明目的在于提供了一种宽带陷波锥形波束天线，其通过单锥体天线与反射金属板的结构，使其产生锥形波束辐射特性，然后，引入顶部耦合负载贴片和短路圆柱，不仅改善了阻抗匹配，而且在多旋翼无人机的通信频段产生了阻带，克服了信号互扰的问题，最后，该天线在仰角上，增益变化小，改善了测试精度问题。

本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种宽带陷波锥形波束天线，包括圆形金属地板、圆形介质基板和金属圆锥，所述金属圆锥倒放于圆形金属地板的中心上，所述金属圆锥的顶端与圆形介质基板的下表面连接，所述圆形介质基板的上表面印制有圆形辐射贴片，所述圆形辐射贴片通过四个短路圆柱与圆形金属地板连接，所述圆形辐射贴片表面上均匀设置有四个负载贴片，每个负载贴片处设置有与其一一对应、且相互耦合的耦合贴片，每个所述耦合贴片与圆形金属地板连接；

还包括设置在圆形金属地板表面上的四个金属寄生圆柱，每个所述金属寄生圆柱与圆形金属地板的圆心距相同、且位于倒放的金属圆锥的下方，相邻两个金属寄生圆柱与圆形金属地板圆心夹角为90度，每个所述负载贴片和对应耦合贴片的中心位于金属寄生圆柱轴心与圆形金属地板圆心的延长线上。