[发明专利]一种基于容性加载的小型化天线

说明书

技术领域

本发明属于天线小型化技术领域，尤其涉及一种基于容性加载的小型化天线。

背景技术

天线是与自由空间的无线电波相耦合的部件。从理论上来讲，天线的尺寸和所需收发的无线电波的波长成正相关，而无线电波的波长与其频率成反比。这就是说当需要发射的无线电波频率很小时，相应的波长就很长，需要的收发天线就很大，而天线的尺寸过大，势必会对其使用造成不便。因此，需要对天线进行小型化的研究，使天线一方面能正常辐射需要波长的电磁波，另一方面尽可能地缩小尺寸，便于生产和使用。

通常来说，天线的小型化是很难做到的，因为这将造成天线带宽的减小和效率的下降。通过改变天线的形状，添加匹配网络的方法虽然可以改善天线的性能，在一定程度上减小天线的尺寸，但会牺牲包括带宽在内的大部分其它性能，因此通过加载技术展宽小型化天线带宽成为小型化天线投入实际应用的前提条件。

而目前天线的小型化主要采用的是感性加载的方法，对容性加载的研究不多。这便是我们探究展宽小型化天线带宽的容性加载装置与方法的背景。

发明内容

本发明的目的是提供一种在不减小工作带宽的情况下有效实现基于容性加载的小型化天线。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于容性加载的小型化天线，包括馈电同轴线，以及平行设置的金属桶和接地板，所述金属桶位于接地板之上；还包括平行设置在所述金属桶和接地板之间的金属盘，所述馈电同轴线穿过所述金属盘分别连接所述金属桶和接地板；所述金属桶和金属盘之间、所述金属盘与所述接地板之间分别设置有绝缘支架支撑。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述金属盘中间开有一小孔，所述馈电同轴线穿过所述小孔，一端连接所述接地板，另一端连接金属桶馈电点。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述金属桶馈电点位于所述金属桶底部边沿处。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述金属桶、金属盘均选用铜箔材料，所述铜箔材料厚度为5 mm。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述金属桶为圆柱形，上、下底面半径为40mm，高为250 mm；所述金属盘为圆形，半径为150 mm。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述金属桶与所述金属盘之间的间距为90 mm，所述金属盘与所述接地板之间的间距为60 mm。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述天线高为400mm。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述天线与馈源之间并联一个62.9nH的电感。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述天线为全向性天线，在水平方向有最大辐射；所述天线频率范围104-119MHz。

在上述的基于容性加载的小型化天线中，所述天线谐振频率为107MHz，最小驻波比VSWR为1.02，带宽为15MHz，半功率波束宽度为42.9°，天线增益为3.7dB。

本发明的有益效果是：在不减小工作带宽的情况下有效实现天线的小型化，同时设计简便。

使得天线的谐振频率达到107 MHz，天线在104-119MHz频率范围内得到很好的匹配，最小的驻波比VSWR为1.02。带宽为15 MHz，半功率波束宽度为42.9°，天线增益3.7dB。天线为全向性天线，在水平方向有最大辐射，在工作频带内能保持70%-86%的高效率。天线全高40cm，约为传统天线大小的一半，实现了天线小型化的目的。

附图说明

图1为本发明一个实施例的正面结构示意图；

图2为本发明一个实施例的场分布图；

其中，1-金属桶、2-金属盘、3-接地板、4-馈电同轴线、5-绝缘支架、6-小孔、7-空间电场、8-电位移场、9-感生磁场。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行详细描述。

所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。