[发明专利]单极子天线及天线系统

说明书

技术领域

本发明属于通讯领域，尤其涉及一种单极子天线及天线系统。

背景技术

目前，随着高频卫星通信系统、雷达、无线通信系统，尤其是全球3G和4G网络建设的飞速发展，对天线的要求也越来越高。一方面，需要使天线能够工作在多个频带，具有多种工作模式并具有良好的传输性能。另一方面，又要减轻天线的重量、减小天线体积并降低成本。正是由于这样的需求，宽频天线的概念被提出并得到蓬勃发展。对数周期偶极子天线作为非频变天线家族中能在特定频段构成一种特征参数相对不变的天线而应用广泛，是在各种检测与实验中的不二选择，但是该类型天线结构复杂庞大，应用时常受空间和价格限制。

而另外，对频率要求连续性高的对数周期单极子天线阵列来说，长短不一的辐射单元不但多，生产流程工艺复杂易错，成品率不高。

发明内容

基于此，有必要提供一种结构简单、体积小、宽频的单极子天线。

一种单极子天线，布设于基板或独立设置，包括：

辐射面，具有平行且相对设置的第一侧边和第二侧边、垂直耦接于所述第一侧边和第二侧边的第一端之间的直角边和耦接在所述第一侧边和第二侧边的第二端之间的第四边；

频率引线，位于所述辐射面的所述第一侧边和第二侧边两侧并与该第一侧边和第二侧边分别耦接，该频率引线改变所述辐射面的电流分布以拓宽频率；

接地部，与所述辐射面的直角边相对，且两端与所述频率引线耦接。

在其中一个实施例中，所述频率引线包括分别与所述第一侧边和第二侧边平行相对的第一引线和第二引线，所述第一引线和第二引线的第一端与所述第一侧边和第二侧边的第一端在同一直线，所述第一引线和第二引线的第二端与所述辐射面的直角边在同一直线，并分别与所述第一侧边和第二侧边耦接。

在其中一个实施例中，所述频率引线包括还包括第三引线和第四引线，所述第一引线的第二端通过所述第三引线耦接至所述第一侧边和所述接地部的一端，所述第二引线的第二端通过所述第四引线耦接至所述第二侧边所述接地部的另一端。

在其中一个实施例中，所述第三引线和第四引线与所述辐射面的直角边在同一直线上。

在其中一个实施例中，所述接地部具有一长边，该长边与所述辐射面的直角边以缝隙相隔平行，所述接地部的长边长度大于所述第一引线和第二引线之间的距离。

在其中一个实施例中，所述第一侧边的长度小于所述第二侧边的长度，所述第一引线和所述第一侧边的距离小于所述第二引线和所述第二侧边的距离。

在其中一个实施例中，所述第二侧边的长度对应所述单极子天线的最低频率的四分之一波长；所述第一侧边的长度对应所述单极子天线的最高频率的四分之一波长。

在其中一个实施例中，所述第一侧边和第二侧边的第一端所在的直线、直角边和所述第二引线形成一三角形，该三角形的于所述直角边所在的边上的中点为该天线的馈电点。

在其中一个实施例中，所述第四边为多段直线或弧线首尾相接而成，或者是多段直线和弧线任意组合后首尾相接而成，或者是一段弧线；

所述第四边的上任一点的切线与所述直角边的夹角在0°至90°或90°至180°之间。

在其中一个实施例中，所述第一引线和所述第二引线的第一端形成斜线，该斜线与所述第一侧边和第二侧边的第一端所在的直线在同一直线。

此外，还提供了一种天线系统，包括上述的单极子天线。

上述的单极子天线将对数周期偶极子天线阵列中的负轴消除，同时将传统的对数周期单极子天线阵列中的阵列数目缩减至一个，即无需复杂的馈线交叉衔接，为了有足够的带宽和特征阻抗的特性，将阵列天线的单元采用梯形面状，并利用频率引线使辐射面上电流分布定量均匀，到达频率扩散功能，即可在不同长度的边缘形成不同的电流从而保证频宽。

附图说明

图1（A）是第一实施例中的单极子天线的结构示意图；

图1（B）是第二实施例中的单极子天线的结构示意图；

图1（C）是第三实施例中的辐射面的结构示意图；

图1（D）是第四实施例中的辐射面的结构示意图；

图2是单极子天线的仿真中1000MHz时的天线增益3D图；

图3是单极子天线的仿真中1000MHz时的天线增益2D图；

图4是单极子天线的电压驻波比仿真图。

具体实施方式