[发明专利]一种电阻加载的Klopfenstein渐变线轮廓超宽带天线

说明书

本发明公开了一种电阻加载的Klopfenstein渐变线轮廓超宽带天线，包括：天线辐射本体、天线地板、第一并联电阻、第二并联电阻和同轴馈电连接器；天线辐射本体中上部为半圆形轮廓，下部为Klopfenstein渐变线轮廓，天线辐射本体及天线地板之间并联接入两个电阻，两个电阻的一端焊接在圆形轮廓与Klopfenstein渐变线轮廓的交接点处，另一端垂直焊接在天线地板上；同轴馈电连接器穿过天线地板与天线辐射本体下部接触，同轴接头输出的能量从同轴馈电连接器的馈电端馈入，进而激起天线辐射本体的表面电流，从而产生辐射。本发明采用Klopfenstein渐变线轮廓，使得天线各个工作频点一致性较好，提高整个超宽带系统的性能稳定性。

技术领域

本发明属于微波天线技术领域，涉及一种电阻加载的Klopfenstein渐变线轮廓超宽带天线，主要应用方向为超宽带通信系统。

背景技术

近年来，通信系统越发要求高质量的传输语音、文字、图像和多媒体信息，因此可利用的频谱资源日趋紧张，原有的射频频谱变得非常拥挤，急需一种新技术为无线通信开辟一片新天地，超宽带技术具有解决这一问题的潜力。

作为超宽带系统的一部分，超宽带天线在系统中所担当的角色有其特殊性，其性能在很大程度上制约着整个系统的性能。传统的超宽带天线，如对数周期天线、阿基米德螺旋天线、等角螺旋天线等，馈电网络设计复杂，相位中心不固定，传输时域短脉冲信号时有较严重的失真。近年来提出的超宽带天线主要以双锥天线的各种演变形式为主，这包括蝶形天线、泪滴天线、渐变槽缝天线等及其变形形式，其中由W.Stohr所提出的圆片单极天线除了具有很宽的阻抗带宽之外，还具有稳定的相位中心。这种圆片单级天线虽然能够在很宽的阻抗带宽上能提供令人满意的辐射性能，但是它也存在以下技术问题，因而限制了其在某些特殊场合的应用。

1)圆片单极天线虽然阻抗带宽较宽，但在带宽范围内反射损耗起伏较大，各个频点一致性较差，一定程度上会影响整个超宽带系统的稳定性；

2)圆片单极天线及其变形形式阻抗带宽的高频端在20GHz以上，但是其低频端基本在美国联邦通信委员会(FCC，Federal Communications Commission)规定民用超宽带通信频段的低频频点3.1GHz，如果天线工作低端频率想进一步扩展至FCC规定的ISM(Industrial，Scientific and Medical工业，科学和医用)频段(433MHz、868MHz、915MHz及2.4GHz)，按照天线设计中存在的相似原理，亦称缩比原理(若天线的所有尺寸和工作频率按相同比例反比变化，则天线特性保持不变)上述天线的尺寸就要按频率比例急剧增大，严重制约和限制天线的使用。

考虑到上述情况，有必要为超宽带的应用开发一种全频带一致性较好的、能够扩展低频特性的超宽带天线，提供比现有的超宽带天线设计更理想的电磁特性和结构特性。

发明内容

(一)发明目的

本发明的目的是：克服现有技术的不足和缺陷，提供一种电阻加载的Klopfenstein渐变线轮廓超宽带天线，使其解决常用圆片单极天线及其变形形式全频带反射损耗一致性差、阻抗带宽的低频端过高不能覆盖ISM频段等问题，实现天线结构可靠，具有全频带一致性好、低频扩展性好等效果。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种电阻加载的Klopfenstein渐变线轮廓超宽带天线，其包括：天线辐射本体1、天线地板2、第一并联电阻、第二并联电阻和同轴馈电连接器5；天线辐射本体1中上部为半圆形轮廓1.a，下部为Klopfenstein渐变线轮廓1.b，天线辐射本体1及天线地板2之间并联接入第一并联电阻3、第二并联电阻4，两个电阻的一端焊接在圆形轮廓与Klopfenstein渐变线轮廓的交接点处，另一端垂直焊接在天线地板2上；同轴馈电连接器5穿过天线地板2与天线辐射本体1下部接触，同轴接头输出的能量从同轴馈电连接器5的馈电端馈入，进而激起天线辐射本体1的表面电流，从而产生辐射。