[发明专利]超宽带天线的设计方法和装置

说明书

本申请涉及一种超宽带天线的设计方法、装置、计算机设备和存储介质。该方法包括：基于输入的天线模型，获取天线模型的端点预设值；按照预设规则对天线模型进行加载，得到天线模型的最佳馈点值；基于天线模型，将天线模型分割成多个仿真材料块；根据每个仿真材料块和最佳馈点值的距离值、端点预设值以及预设优化函数得到天线模型的最优渐变曲线；将最优渐变曲线传输至喷墨打印控制器，以指示喷墨打印控制器基于最优渐变曲线对天线基底进行喷印，得到超宽带天线。采用本方法得到的超宽带天线具有带宽展宽更宽，时域收敛更快，高频杂波噪声更少的优点。

技术领域

本申请涉及天线的技术领域，特别是涉及一种超宽带天线的设计方法、装置、计算机设备和存储介质。

背景技术

超宽带技术是重要新兴技术，其特点为短脉冲、宽频带、抗多径、耐干扰，应用方向包括精确定位、超宽带通信、超宽带雷达系统等。随着物联网的到来，超宽带天线的设计具有更大的挑战性；众所周知，通过改变天线的制式和形状可以拓展天线带宽，一般常见的超宽带天线制式分为行波天线和驻波天线：行波天线比如喇叭天线和Vivaldi天线采用行波方向的形状渐变来导向行波方向和减少时域波形的长拖尾以实现超宽带特性，但是行波天线的尺寸很大不太适用；而驻波天线比如双极子天线的天线带宽很窄，可以通过改变天线的形状比如将双极子天线的窄手臂进行延展，变成蝴蝶结形的天线，但是通过改变驻波天线的形状的方法拓展带宽的能力有限，仅能提升大约10～20％的带宽，不能实现超宽带的特性。因此，现在大多数人采用将驻波天线做成适用于边缘环境的电小天线，同时，对电小天线进行改造来同时满足小尺寸和超带宽特性，即在电小天线上进行分立电阻加载来改变天线的辐射特性和带宽特性。

然而，基于分立电阻加载的方法，虽然能够简单有效地提升带宽，但是，在天线表面放置的分立电阻需要对天线进行开槽，这样会破坏天线的完整性，开槽和分立电阻也都将产生一定频率的信号干扰；且这种方法要求天线具有一定的尺寸，否则无法进行足够的开槽和放置足够的分立电阻，限制了天线尺寸的同时也就限制了天线工作的上限频率；进而导致加载能力有限，不能更好的实现超宽带特性。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种超宽带天线的设计方法、装置、计算机设备和存储介质。

一方面，提供一种超宽带天线的设计方法，该方法包括：

基于输入的天线模型，获取天线模型的端点预设值；

按照预设规则对天线模型进行加载，得到天线模型的最佳馈点值；

基于天线模型，将天线模型分割成多个仿真材料块；

根据每个仿真材料块和最佳馈点值的距离值、端点预设值以及预设优化函数得到天线模型的最优渐变曲线；

将最优渐变曲线传输至喷墨打印控制器，以指示喷墨打印控制器基于最优渐变曲线对天线基底进行喷印，得到超宽带天线。

在其中一个实施例中，该方法中的预设规则包括：

在天线模型上等间隔设置多个天线馈点值；其中，每个天线馈点值对应不同的阻抗值。

在其中一个实施例中，按照预设规则对天线模型进行加载，得到天线模型的最佳馈点值，具体还包括如下步骤：

根据设置的天线馈点值，对天线模型进行加载，得到不同天线馈点值对应的馈点波形图；

获取设定的最优波形图，将多个馈点波形图和最优波形图进行比对，得到最接近最优波形图的最佳馈点波形图；

将最佳馈点波形图对应的天线馈点值设置为最佳馈点值。

在其中一个实施例中，根据每个仿真材料块和最佳馈点值的距离值、端点预设值以及预设优化函数得到天线模型的最优渐变曲线，具体还包括如下步骤：

获取天线模型的长度；