一种母线为复合曲线的超宽带对称双锥天线

摘要

一种母线为复合曲线的超宽带对称双锥天线，它涉及一种超宽带对称双锥天线，具体涉及一种母线为复合曲线的超宽带对称双锥天线。本发明为了解决现有双锥天线的尺寸及重量无法兼顾高频特性和低频特性的问题。本发明包括两个锥台体，两个锥台体由上至下呈沙漏状设置，每个锥台体由母线为二项式曲线的第一锥台体和母线为直线的第二锥台体组成，第一锥台体的顶面与第二锥台体的底面连接成一体。本发明用于无线通信领域。

说明书

技术领域

本发明涉及一种超宽带对称双锥天线，具体涉及一种母线为复合曲线的超宽带对称 双锥天线，属于无线通信领域。

背景技术

目前，超宽带技术是无线通信领域的一个重要发展方向，已经成为了国内外通信届 近年来的热点问题和研究方向之一。超宽带技术之所以得到广泛的关注，主要是因为其高 的传输速率，低损耗和大的信息容量等优点。超宽带技术的发展也使得超宽带天线的设计 变得越来越重要，至今已有多种形式的超宽带天线被提出，并且很多已用于实际工程当中。

双锥天线作为一种常见的超宽带天线，已广泛应用于无线通信、SAR雷达成像、生 物医学和无线频谱检测中。但是普通的有限长双锥天线的阻抗特性与天线的尺寸密切有 关，且低频介质频率相对较高，不能很好的涵盖现代通信系统中所使用的频段。因此，为 了实现低频特性的改善，往往需要增加天线的尺寸，而且天线重量也急剧增加，不适于应 用；而实现高频特性的改善，则需要减小天线的尺寸，增加天线实际加工难度。从而，若 要获得具有宽带宽的小尺寸、重量轻的双锥天线是较为困难的。

发明内容

本发明为解决现有双锥天线的尺寸及重量无法兼顾高频特性和低频特性的问题，进 而提出一种母线为复合曲线的超宽带对称双锥天线。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括两个锥台体，两个锥台体由 上至下呈沙漏状设置，每个锥台体由母线为二项式曲线的第一锥台体和母线为直线的第二 锥台体组成，第一锥台体的顶面与第二锥台体的底面连接成一体。

本发明的有益效果是：本发明结构简单，尺寸较小，在甚高频到微波波段均能实现 良好的阻抗匹配，既保留了普通双锥天线的高频特性，又通过二项式曲线部分对低频部分 辐射特性进行了改善。与同等尺寸的普通圆锥天线相比，带宽明显增大，且低频截止频率 较低，工作频带内全向性良好，增益保持在3dBi左右，工作带宽内，该天线的发射或接 收信号幅度变化不大，且具有线性相位，同时群延时特性较好，使得该天线频域特性和时 域特性能满足宽带无线通信的要求，即可作为发生天线使用，又可作为接收天线使用。综 上所述，本发明可在无线通信领域、SAR雷达成像、生物医学及无线频谱检测等多个系 统中使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种母线为复合曲线 的超宽带对称双锥天线包括两个锥台体，两个锥台体由上至下呈沙漏状设置，每个锥台体 由母线为二项式曲线的第一锥台体1和母线为直线的第二锥台体2组成，第一锥台体1 的顶面与第二锥台体2的底面连接成一体。

具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种母线为复合曲线的 超宽带对称双锥天线，以位于下方的锥台体的底面的几何中心为原点，以位于下方的锥台 体的底面为水平面，建立x、y、z直角坐标系，当以z轴为横坐标时，所述二项式曲线满 足以下公式：

$a\left(z\right)=a_i+(p+1)(a_0-a_i)(1-\frac{\mathrm{pz}}{(p+1)L}){\left(\frac{z}{L}\right)}^p$    ①，

公式①中a(z)表示二项式曲线，a_i为第一锥台体1底面半径r1的一半，a₀为第一锥 台体1顶面半径r2的一半，p=1.2，z表示二项式曲线的自变量，L表示整个曲线的长 度。

本实施方式的技术效果是：如此设置，该天线能够工作在0.76GHz到28.6GHz的频 带范围内驻波比小于2，并且具有较好的全向辐射特性，整个工作带宽内本发明的增益保 持在3dBi左右，作为发射或接收天线时，群延时保持在1ns以内。其它组成及连接关系 与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种母线为复合曲线 的超宽带对称双锥天线的第一锥台体1的底面半径r1为100mm，第一锥台体1的顶面半 径r2为40mm，第一锥台体1的高度h1为40mm，第二锥台体2的顶面半径r3为4mm， 第二锥台体2的底面半径为40mm，第二锥台体2的高度h2为10mm。其它组成及连接 关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种母线为复合曲线 的超宽带对称双锥天线的两个所述锥台体之间的间隙S为1mm。其它组成及连接关系与 具体实施方式一、二或三相同。