p;>、，馈电中心点与CC背条1C3中部的距离记为及|，CC背条1C3的覆铜宽度记为V6，CC背条1C3 -端端部与馈电中心线的距离记为U6,CC背条1C3的外侧与振子的切线间距记 为q6。则有：
.U6= (0? 5 ~1. 5)L、V6= (0? 5 ~ 1. 1)L、q6= (0? 4 ~1. 5)L〇
[0128] 三背条的低剖面双层印刷超宽带天线的性能说明：
[0129] 为了在振子天线的基础上进一步拓宽频带，并保持良好的方向性和增益特性，振 子与背条的尺寸为：
[0130] E=D= 75mm;R1 = 37. 80mm;R2 = 33. 88mm;g= 0. 80mm;w= 7. 75mm;
[0131]L= 11.00mm；
[0132]
[0133]
[0134]
[0135] 本发明设计的具有三背条的低剖面双层印刷超宽带天线，通过仿真测得驻波系数 性能如图7A所示，该天线在0. 7GHz~2. 7GHz的范围内，其驻波系数小于2,这主要得益于 天线形式的设计以及剖面高度的选择。
[0136] 本发明设计的具有三背条的低剖面双层印刷超宽带天线，通过仿真测得增益性能 如图7B所示，该天线在2. 6GHz处增益达到10. 5dB，在频段0. 7GHz~2. 7GHz范围内，增益 大于6. 5dB，倍频频带宽度可达3. 9,覆盖了现在无线通信的所有无线制式，可应用于室分 天线。
[0137] 本发明设计的具有三背条的低剖面双层印刷超宽带天线，通过仿真测得辐射 方向性能如图7C、图7D所示，该天线在0. 7GHz~2. 7GHz范围内，有很好的定性辐射特 性。虽然有巴伦结构进行平衡馈电，但未受大的影响，只是稍有偏移和裂瓣。与申请号为 CN201210050530. 8公开的该性能相比，本发明天线在H面的方向性全向性更好。
[0138] 本发明设计的具有三背条的低剖面双层印刷超宽带天线，通过HFSS软件仿真测 得3D辐射方向性能如图7E所示，能够更直观的看出，该天线在E面和H面方向性良好，未 出现裂瓣，增益稳定。
[0139] 本发明天线设计的三背条的加载，使偶极子天线带宽由1. 42~2. 7GHz拓宽到了 0. 7~2. 7GHz，成功的实现了频带（覆盖VHF波段、L波段和S波段）的拓宽，并且振子的 尺寸始终保持不变，背条之间相互没有影响。根据天线的频段可以考虑多加几个背条。
[0140] 本发明设计的是一种多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，所要解决的 是如何拓宽天线的频带宽度的技术问题，在介质板的上面板设置背条，且背条的等效弧长 为拓宽频带部分中心频率所对应波长的一半，该方法通过背条与振子耦合产生感应电容的 技术手段，来使天线的阻抗随频率变化变小，进而拓宽天线的频带宽度。并且背条的加载对 于天线的辐射性能几乎无影响，保持了原有天线的辐射性能和增益。
【主权项】
1. 一种多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，该天线包括有横向介质板 (1)、纵向介质板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撑柱（5);其特征在于：横向介质板（1)的 上板面（11)上采用覆铜技术加工有AA背条（IAl)，所述AA背条（IAl)的两端未设有通孔； 在横向介质板（1)的下板面（12)上采用覆铜技术加工有结构相同的第一振子（121)和第 二振子（122) ;AA背条（IAl)与第一振子（121)和第二振子（122)采用了电磁耦合产生电 容的方式； 第一振子（121)与第二振子（122)由椭圆形和梯形构成，椭圆形的实轴记为R2,椭圆形 的虚轴记为R1，梯形的高记为L，梯形的上底的宽记为w，梯形的下底的宽为2倍的R2。第 一振子（121)与第二振子（122)的间隔记为g，则有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示 波长，R2-R1 = 0· 1 ~6. 0mm。2. -种多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，该天线包括有横向介质板 (1)、纵向介质板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撑柱（5);其特征在于：横向介质板（1)的 上板面（11)上采用覆铜技术加工有BA背条（IBl)和BB背条（1B2)，所述BA背条（IBl)和 BB背条（1B2)的两端未设有通孔；在横向介质板⑴的下板面（12)上采用覆铜技术加工 有结构相同的第一振子（121)和第二振子（122);所述BA背条（IBl)和BB背条（1B2)与 第一振子（121)和第二振子（122)采用了电磁耦合产生电容的方式； 第一振子（121)与第二振子（122)由椭圆形和梯形构成，椭圆形的实轴记为R2,椭圆形 的虚轴记为R1，梯形的高记为L，梯形的上底的宽记为w，梯形的下底的宽为2倍的R2。第 一振子121与第二振子122的间隔记为g，则有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示波长， R2-R1 = 0. 1 ~6. 0mm。3. -种多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，该天线包括有横向介质板 (1)、纵向介质板（2)、反射板（3)、基板（4)和支撑柱（5);其特征在于：横向介质板（1)的 上板面（11)上采用覆铜技术加工有CA背条（ICl)、CB背条（1C2)和CC背条（1C3)，所述 CA背条（ICl)、CB背条（1C2)和CC背条（1C3)的两端未设有通孔；在横向介质板（1)的下 板面（12)上采用覆铜技术加工有结构相同的第一振子（121)和第二振子（122);所述CA背 条（ICl)、CB背条（1C2)和CC背条（1C3)与第一振子（121)和第二振子（122)米用了电磁 耦合产生电容的方式； 第一振子（121)与第二振子（122)由椭圆形和梯形构成，椭圆形的实轴记为R2,椭圆形 的虚轴记为R1，梯形的高记为L，梯形的上底的宽记为w，梯形的下底的宽为2倍的R2。第 一振子121与第二振子122的间隔记为g，则有2 (R1+L) = (0. 19~0. 25) λ，λ表示波长， R2-R1 = 0. 1 ~6. 0mm。4. 根据权利要求1所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特征在 于：AA背条（IAl)的结构为，馈电中心点与AA背条（IAl) -端端部的距离记为，馈电中 心点与AA背条（IAl)中部的距呙记为/?.1,,，AA背条（IAl)的覆铜宽度记为V\AA背条（IAl) 一端端部与馈电中心线的距离记为U\AA背条（IAl)的外侧与振子的切线间距记为q1。则 有：/?|'、= (3.6 ~4.5)忑、/?,二（2_5 ~ 3:5)i、U1= (〇· 5 ~I. 5) L、V 工=(0· 09 ~0· 3) L、 q1= (0 ~0. 7) L。5. 根据权利要求2所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特征在 于：BA背条（IBl)的结构为：馈电中心点与BA背条（IBl) -端端部的距离记为/g ,馈电中 心点与BA背条（IBl)中部的距离记为，BA背条（IBl)的覆铜宽度记为V2, BA背条（IBl) 一端端部与馈电中心线的距离记为U2，BA背条（IBl)的外侧与振子的切线间距记为q2。贝IJBB背条（1B2)的结构为：馈电中心点与BB背条（1B2) -端端部的距离记为/?，馈电中 心点与BB背条（1B2)中部的距离记为，BB背条（1B2)的覆铜宽度记为V3，BB背条（1B2) 一端端部与馈电中心线的距离记为U3，BB背条（1B2)的外侧与振子的切线间距记为q3。则6. 根据权利要求3所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特征在 于：CA背条（ICl)的结构为：馈电中心点与CA背条（ICl) 一端端部的距离记为馈电中 心点与CA背条（ICl)中部的距呙记为背条（ICl)的覆铜宽度记为V4, CA背条（ICl) 一端端部与馈电中心线的距离记为U4, CA背条（ICl)的外侧与振子的切线间距记为q4。则CB背条（1C2)的结构为：馈电中心点与CB背条（1C2) -端端部的距离记为/?，馈电 中心点与CB背条（1C2)中部的距离记为背条（1C2)的覆铜宽度记为V5, CB背条 (1C2) -端端部与馈电中心线的距离记为U5, CB背条（1C2)的外侧与振子的切线间距记为CC背条（1C3)的结构为：馈电中心点与CC背条（1C3) -端端部的距离记为％'、，馈电 中心点与CC背条（1C3)中部的距离记为背条（1C3)的覆铜宽度记为V6, CC背条 (1C3) -端端部与馈电中心线的距离记为U6, CC背条（1C3)的外侧与振子的切线间距记为7. 根据权利要求1、2或3所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特 征在于：能够工作于VHF，S和L波段。8. 根据权利要求1、2或3所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特 征在于：在0. 7GHz~2. 7GHz的范围内，其驻波系数小于2。9. 根据权利要求1、2或3所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特 征在于：在2. 6GHz处增益达到10. 5dB，在频段0. 7GHz~2. 7GHz范围内，增益大于6. 5dB， 倍频频带宽度可达3. 9。10. 根据权利要求1、2或3所述的多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，其特 征在于：纵向介质板（2)的剖面高度小于40_。
【专利摘要】本发明公开了一种多背条拓展频带的低剖面双层印刷超宽带天线，该天线通过改变背条与振子的相对位置，及背条与振子耦合产生感应电容来调整超宽带天线的工作波段、天线增益、天线定向性等性能。设置在介质板上下的多背条与振子无需打孔，通过电磁耦合生成感应电容产生多个谐振点，使天线阻抗特性随频率的变化减小进而拓宽天线的频带。本发明天线设计了1～3个背条，分别将原有的振子天线进一步拓宽了3个频段，背条的等效弧长为拓宽频带部分中心频率所对应波长的一半，使得天线涵盖了现在常用的所有通信的无线制式业务，同时具有高增益，稳定的方向性，小型化的优点，在无线通信方面有广泛的应用前景。
【IPC分类】H01Q19/10, H01Q5/10, H01Q5/40, H01Q1/38
【公开号】CN105186127
【申请号】CN201510581777
【发明人】吴琦, 郭双, 苏东林
【申请人】北京航空航天大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月14日