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专利号: 2024112304213
申请人: 华东交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-06-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种单平面电小准各向同性天线,包括一层介质基板;贴设于介质基板的上表面的天线贴片辐射单元,其特征在于,所述天线贴片辐射单元包括一个对称的折叠偶极子和一对平行传输线;

所述的折叠偶极子由一个偶极子微带线的两臂分别经过两次弯折形成;其中,偶极子的两臂经过第一次弯折,使得弯折部分与未弯折的枝节相互垂直,等效为一对反向电流源和一个正交电流源,反向电流源的方向图和正交电流源的方向图相互互补,对偶极子两臂的末端向平行传输线方向进行第二次弯折,使得第二次弯折部分与未弯折的枝节相互平行;

所述平行传输线放置于折叠偶极子的中间,平行传输线由两条相互平行且形状完全相同的微带线构成,平行传输线的一端连接折叠偶极子的中心位置,另一端延伸至介质基板的边缘,便于馈电;在平行传输线中引入梳状结构,用于调节天线的阻抗,实现阻抗匹配。

2.根据权利要求1所述的单平面电小准各向同性天线,其特征在于,所述折叠偶极子上各段枝节上的电流根据未弯折前偶极子上的电流来确定,在三维直角坐标系中,以未弯折前偶极子上的电流方向为y轴方向,则电流的表达式为:;

其中,I0为电流的幅度,k为波数,为偶极子上任一点与偶极子中心的距离,L0为偶极子长度的一半,为坐标系中y轴方向的单位向量;

偶极子两臂分别进行两次弯折,每个臂分为三段,两臂共形成六段枝节;依据各段枝节与偶极子中心的距离,确定各段枝节上的电流大小,即为:;

其中,I1(l)、I2(l)、I3(l)、I4(l)、I5(l)和I6(l)分别表示折叠偶极子上六段枝节上的电流,l01、l02和l03分别为起始段枝节、第一次弯折枝节和第二次弯折枝节的长度;为坐标系中x轴方向的单位向量;

对应的,各段枝节上电流产生的电场 为:

其中,r为偶极子中心到远场观测点的距离,为r的单位向量,η为波阻抗, 为各枝节上的电流分布, 为各枝节上电流分布 的矢量形式,j为虚数单位,为长度l的矢量形式,n为枝节编号;

因此,折叠偶极子产生的总的电场 为:

 。

3.根据权利要求1所述的单平面电小准各向同性天线,其特征在于,所述折叠偶极子的总长度至少为工作波长的二分之一;宽度至少为工作波长的三百分之一;第一次弯折处距离偶极子中心的距离至少为工作波长的十五分之一;第二次弯折处距离第一次弯折处至少为工作波长的八分之一;末端枝节的长度至少为工作波长的二十分之一。

4.根据权利要求1所述的单平面电小准各向同性天线,其特征在于,所述平行传输线的总长度至少为工作波长的七分之一,其中,梳状结构的长度至少为工作波长的三十分之一,平行微带线的宽度均至少为工作波长的二百分之一,间距至少为工作波长的六百分之一。

5.根据权利要求1所述的单平面电小准各向同性天线,其特征在于,所述的介质基板的厚度为0.5‑5mm。

6.根据权利要求1所述的单平面电小准各向同性天线,其特征在于,所述单平面电小准各向同性天线的工作频率为915MHz。