[实用新型]基于复杂匹配网络的宽带全向天线

说明书

本实用新型揭示了一种基于复杂匹配网络的宽带全向天线，包括辐射贴片单元、介质板、共面波导、馈线及匹配网络，其中所述辐射贴片单元位于介质板的正面，所述共面波导位于介质板的正面辐射贴片单元的下方，所述馈线位于共面波导宽边中垂线上连接到辐射贴片单元，所述匹配网络从共面波导连接到辐射贴片单元上，通过倒角和开槽，可以改变微带天线电流的流向，同时增加多个谐振频点，实现微带天线的宽带化；其次由于共面波导传输线辐射损失相对其他方式的辐射损失相比较少，所以可以提升天线的工作效率。

【技术领域】

本实用新型属于电子技术领域，特别是指一种基于复杂匹配网络的宽带全向天线。

【背景技术】

随着无线电技术的发展，天线作为射频系统的前端，宽带工作和传输功率的最大化是其发展的方向。在外界环境影响的条件下，天线阻抗可能发生变化，导致天线与射频前端之间的阻抗失配。当天线在不同频段通信时，天线阻抗也会发生变化。阻抗失配降低了射频前端和天线之间的射频传输功率，需增加传输功率来补偿损耗，因此会影响系统的整体射频性能并缩短电源使用寿命。如果匹配网络仅由固定电感和固定电容组成，则网络的匹配能力仅限于固定阻抗。由于天线阻抗随频率和使用条件而变化，因此固定阻抗覆盖范围有限，仅几个频段或只有一个使用条件能够获得最佳匹配。通过阻抗匹配网络在不同使用条件下和广泛频率范围内的应用，能最大限度地增加射频前端和天线之间传输的射频功率，满足天线的宽带工作和最大化天线的传输功率。目前的宽带天线的实现方式主要有频率无关天线(螺旋天线，对数周期天线)、双锥天线、TEM喇叭天线、波纹喇叭天线、加载天线及其多种变形天线等，虽然这些天线在实际工程中广泛使用，由于他们自身结构的限制，通常存在阻抗失配、结构复杂、效率低下等问题。平面单极子天线具有体积小和稳定的全向辐射特性，利用微带天线的形式可以比较容易的实现结构小型化，宽带工作一般需要附加相应的措施才能实现，但是这些天线结构带宽展宽有限，使其在实际应用中受到了一定的限制。通过在辐射贴片上开缝可引起贴片表面电流的变化，等效为引入阻抗匹配元件，从而改变辐射贴片的谐振特性，可达到展宽频带的目的。通过谐振电路之间的耦合作用进而实现宽带化可以对天线进行加载，通过在天线的适当位置插入无源阻抗元件或有源网络来减弱沿线电流的驻波分布，扩展天线的阻抗带宽。或使用宽频带匹配网络，当天线的尺寸和结构确定后，通过在天线的馈电端口和馈源之间插入宽频带匹配网络来展宽天线的工作频带。剑桥大学电磁辐射实验室的Edward E.Altshuler教授首先对天线进行加载的方法开展了研究；美国学者Herbert J.Carlin设计了宽频带匹配网络的常用方法——实频法或简易实频法，推进了对高效率、宽频带和小型化天线的研究。因此，提供一种新型的损耗更小、带宽更宽、加工和安装更方便的基于复杂匹配网络的宽带微带全向天线是十分必要的。

【实用新型内容】

本实用新型的目的在于提供一种基于复杂匹配网络的宽带全向天线，用以解决现有天线存在的阻抗失配、结构复杂、效率低下等问题。

为实现上述目的，实施本实用新型的基于复杂匹配网络的宽带全向天线，包括辐射贴片单元、介质板、共面波导、馈线及匹配网络，其中所述辐射贴片单元位于介质板的正面，所述共面波导位于介质板的正面辐射贴片单元的下方，所述馈线位于共面波导宽边中垂线上连接到辐射贴片单元，所述匹配网络从共面波导连接到辐射贴片单元上。

依据上述主要特征，所述辐射贴片单元在矩形贴片基础上沿馈线中线轴对称设有左下角和右下角倒直角及左上角和右上角倒圆角。

依据上述主要特征，所述辐射贴片单元在对称倒角贴片的基础上沿窄边方向轴对称开椭圆槽。

依据上述主要特征，所述共面波导在其左上侧与右上侧分别设有左上侧开切角与右上侧开切角。

依据上述主要特征，所述馈线位于共面波导宽边中垂线上并连接到辐射贴片单元。

依据上述主要特征，所述匹配网络从共面波导连接到辐射贴片单元上。

依据上述主要特征，所述介质板为稳定的环氧微波板。