5W下，而其他D、 H和M即X、Y和Z参数组合的天线驻波比性能均很差。
[0109] 实施例3 :设计频率100~lOOOMHz，天线增益大于8地，驻波比小于2的对数周期 天线。
[0110] 按照制作方法的步骤，选取T= 0.78、O=0.14,W及选用馈管为立方管、立方 管边长尺寸W= 30毫米。 阳111] 计算结果依次为首根偶极子的长度Lm。,= 1815毫米、偶极子的总对数N= 15、末 根偶极子的长度Lmm= 56毫米，从而确定上馈管与下馈管之间的距离X= 1. 4抓=1. 45*30 毫米> 44毫米，确定末根偶极子与馈电处之间的距离Y= 2O礼mi。= 2*0. 14*56毫米> 16 毫米，确定末根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z= 1. 15Y= 1. 15*16毫米> 18毫米。
[0112] 如图4所示为X、Y和Z对应D、H和M为不同设计参数的天线驻波比仿真结果图， 当X= 44毫米、Y= 16毫米、Z= 18毫米时，如图4中棱块点画线所示，天线驻波比性能 达到最优状态，在频率100~1000 MHz的整个工作频段，天线驻波比降至2W下，而其他D、 H和M即X、Y和Z参数组合的天线驻波比性能均很差。
[0113] 实施例4 :设计频率200~3200MHz，天线增益大于8地，驻波比小于2的对数周期 天线。
[0114] 按照制作方法的步骤，选取T= 0.78、O= 0. 14,W及选用馈管为立方管、立方 管边长尺寸W= 6. 5毫米。
[0115] 计算结果依次为首根偶极子的长度Lm。、= 908毫米、偶极子的总对数N= 17、末根 偶极子的长度Lmm= 17毫米，从而确定上馈管与下馈管之间的距离X= 1. 45W= 1. 45*6. 5 毫米=9. 4毫米，确定末根偶极子与馈电处之间的距离Y= 2O*Lmi。= 2*0. 14*17毫米> 5 毫米，确定末根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z= 1. 15Y= 1. 15巧毫米> 6毫米。
[0116] 如图5所示为X、Y和Z对应D、H和M为不同设计参数的天线驻波比仿真结果图， 当X= 9. 4毫米、Y= 5毫米、Z= 6毫米时，如图5中棱块点画线所示，天线驻波比性能达 到最优状态，在频率200~3200MHz的整个工作频段，天线驻波比降至2W下，而其他D、H和M即X、Y和Z参数组合的天线驻波比性能均很差。
[0117] W上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该 了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原 理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，运些变化和改进 都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界 定。
【主权项】
1. 一种超宽带对数周期天线，其特征在于：包括相互平行设置的上馈管和下馈管，所 述上馈管从首端至尾端按序成对设置有长度递减的偶极子，所述下馈管内设有同轴馈线； 所述偶极子包括排序第一的首根偶极子，排序末位的末根偶极子，以及位于首根偶极 子和末根偶极子之间的若干根的中间偶极子；所述上馈管和下馈管均为尺寸相同的馈管； 所述同轴馈线包括同轴馈线外导体，和包覆于同轴馈线外导体内的同轴馈线内导体； 所述同轴馈线内导体的一端延伸出同轴馈线外导体的一端头、并从位于下馈管管身的开孔 引出后焊接于上馈管管身的馈电处，所述馈电处位于末根偶极子和上馈管尾端之间并靠近 上馈管尾端； 所述上馈管与下馈管之间的距离X等于馈管尺寸W的[1. 44-1. 46]倍，即 I. 44ff ^ X ^ I. 46W ； 所述末根偶极子与馈电处之间的距离Y等于末根偶极子长度1_和天线间隔常数〇乘 积的[1. 9-2. 5]倍，即 L 9 〇 *L_< Y 彡 2. 5 〇 *L 所述末根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z等于末根偶极子与馈电处之间距离Y的 [1. 0-1. 5]倍，B卩 1.0 Y 彡 Z 彡 I. 5Y。2. 根据权利要求1所述的一种超宽带对数周期天线，其特征在于：所述馈管为方管或 圆管，所述馈管尺寸W为方管边长或圆管直径。3. 根据权利要求1所述的一种超宽带对数周期天线，其特征在于：所述方管包括立方 管、正三边形管或正多边形管。4. 根据权利要求1所述的一种超宽带对数周期天线，其特征在于：所述上馈管与下馈 管之间的距离X等于馈管尺寸W的1. 45倍，即X = I. 45W ;所述末根偶极子与馈电处之间 的距离Y等于末根偶极子长度1^_和天线间隔常数。乘积的2倍，即Y = 2 〇 *L_;所述末 根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z等于末根偶极子与馈电处之间距离Y的1. 15倍，即Z =I. 15Y〇5. 根据权利要求1所述的一种超宽带对数周期天线的制作方法，其特征在于，包括以 下步骤： 1) 选取天线比例常数T和天线间隔常数〇 ; 按照天线比例常数T、天线间隔常数〇与天线增益的关系，根据天线增益的设计要 求，选取对应的天线比例常数T和天线间隔常数〇 ; 2) 计算首根偶极子的长度L_; 根据公式（1)和公式（2)计算首根偶极子的长度： Lmax= K1Al (1) K1= 1. 01-0. 519 T (2) 其中，Lniax为首根偶极子的总长度，A 最长波长，K1为低端截止常数； 3) 计算偶极子的总对数N ; 根据公式（3)和公式（4)或公式（5)计算偶极子的总对数N :K2= 7. 10 I 3-21. 3 1 2+21. 98 x -7. 30+ 〇 (21. 82-66 x +62. 12 x 2-18. 29 x 3) (4)其中，K2为高端截止常数，Bs= B[I. 1+30. 7〇 (1-〇]，天线带宽B = 4) 计算中间偶极子的长度和中间偶极子的间距，获得末根偶极子的长度L_; 计算公式如下：L1= Lnax= Ki 入L， Li= T 1 1L1, Ln= TniL1, (I1= 2 〇 L ! = 2 〇 L max, (Ii= T1 M1, 其中，i = 1，2,…，N ;末根偶极子的长度L_为第N个偶极子的长度L N，首根偶极子的 长度Lmax为第1个偶极子的长度L 1; 5) 确定上馈管与下馈管之间的距离X ; 根据选用的馈管尺寸W，在上馈管与下馈管之间的距离X等于馈管尺寸W的 [1. 44-1. 46]倍，即I. 44W彡X彡I. 46W的范围内确定X的取值； 6) 确定末根偶极子与馈电处之间的距离Y ; 根据步骤1)选取的天线间隔常数〇和步骤4)获得的末根偶极子长度1_，在末根偶 极子与馈电处之间的距离Y等于末根偶极子长度LnilJP天线间隔常数。乘积的[1.9-2. 5] 倍，即L 9 〇 *L_< Y彡2. 5 〇 *L _的范围内确定Y的取值； 7) 确定末根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z ; 根据步骤6)确定的末根偶极子与馈电处之间的距离Y，在末根偶极子与上馈管尾部之 间的距离Z等于末根偶极子与馈电处之间距离Y的[1. 0-1. 5]倍，即1.0 Y彡Z彡I. 5Y的 范围内确定Z的取值；6.根据权利要求5所述的一种超宽带对数周期天线的制作方法，其特征在于： 所述步骤5)确定上馈管与下馈管之间的距离X等于馈管尺寸W的1. 45倍，即X = I. 45W，选用的馈管尺寸W为立方管的边长； 所述步骤6)确定末根偶极子与馈电处之间的距离Y等于末根偶极子长度L_和天线 间隔常数〇乘积的2倍，即Y = 2 〇 *L_; 所述步骤7)确定末根偶极子与上馈管尾部之间的距离Z等于末根偶极子与馈电处之 间距离Y的1. 15倍，即Z = I. 15Y。
【专利摘要】本发明公开了一种超宽带对数周期天线，包括上馈管和下馈管，上馈管从首端至尾端按序成对设置有长度递减的偶极子，下馈管内设有同轴馈线；偶极子包括排序第一的首根偶极子，排序末位的末根偶极子，以及位于首根偶极子和末根偶极子之间的若干根的中间偶极子；上馈管和下馈管均为尺寸相同的馈管；靠近上馈管尾端分布有馈电处；上馈管与下馈管之间的距离X等于馈管尺寸W的[1.44-1.46]倍；末根偶极子与馈电处之间的距离Y等于末根偶极子长度Lmin和天线间隔常数σ乘积的[1.9-2.5]倍；末根偶极子与馈管尾部之间的距离Z等于末根偶极子与馈电处之间距离Y的[1.0-1.5]倍。还公开其制作方法，可减少设计时间和成本，并优化天线驻波比。
【IPC分类】H01Q5/50, H01Q1/36, H01Q5/25
【公开号】CN105140650
【申请号】CN201510447455
【发明人】殷兴辉
【申请人】河海大学
【公开日】2015年12月9日
【申请日】2015年7月27日