CN221201528U - 一种具有屏蔽功能的超宽带天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种具有屏蔽功能的超宽带天线，包括两组并排设置的天线结构，天线结构包括介质基板、导电板和馈电杆，两个导电板对称溅射在介质基板的顶端，两个对称设置的导电板相临一侧的外轮廓为圆弧形，每个天线结构的四周均安装有吸波板，吸波板远离介质基板的一端设有反射板。通过在天线结构的馈电部分采用圆弧形结构，使得天线拥有较小的输入阻抗和较为平滑的电流路径，提高了电磁信号的辐射量，增强天线辐射功率。同时，天线结构周围填装的吸波板材可以有效吸收天线直接耦合信号和天线的侧向辐射，减小直达波幅度和侧向目标的干扰；天线后面添加的反射板，一方面能够降低后向辐射，另一方面能够屏蔽外来信号干扰。

Description

一种具有屏蔽功能的超宽带天线

技术领域

本实用新型涉及超宽带天线技术领域，尤其是涉及一种具有屏蔽功能的超宽带天线。

背景技术

探地雷达是一种无损检测技术，通过发射天线向探测区域发射电磁脉冲信号，电磁信号在地层传播时，会由于介质的变化产生不同的幅度响应和相位响应，部分能量被反射回地面，通过接收天线接收回波信号后再进一步分析，即可实现目标的检测、识别和定位。此项技术在当前社会中的应用领域非常广泛，大至矿产勘探、灾害地质调查、工程质量检查等领域，小到生物医疗检测、成像领域，同时探地雷达还不受环境限制，无需对地面进行大面积的挖掘或对现场进行破坏，是一种可以探测城市隧道、地下管线的关键技术，对推动城市建设顺利进行大有裨益。

探地雷达系统主要由主机(主控单元)，发射机，发射天线，接收机，接收天线五部分组成，其中天线是探地雷达系统中关键性的部件，用于发射和接收电磁脉冲信号，其性能表现直接影响了整个系统的定位精度、探测深度以及探测分辨率等关键参数，对整个系统的探测能力起决定性作用。根据探地雷达使用的场所和用途的不用，所需要搭配的天线的性能与要求也各不相同，选择合适的天线对于最终雷达对探测物的分析成像结果的精度与准度至关重要。比如当探地雷达所需传送较大脉冲时则不能选用窄带天线；当其探测浅层区域时，则需选用频率较高的天线，对应分辨率高；当其探测深层区域时，所需天线频率低，分辨率也低。

随着探地雷达应用的领域不断扩展，天线领域的技术也不断发展完善，对天线的要求也就越来越高，天线性能还需要其具备良好的阻抗匹配特性、超宽带特性、优秀的抗干扰能力以及良好的时域信号特性等性能。尤其是在探测环境较为特殊复杂时，天线屏蔽或分辨周围环境带来的干扰的能力就显得尤为重要，这样才能确保天线的探测过程中的信号稳定性，从而保证后期高质量的成像。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有屏蔽功能的超宽带天线，实现提升探地雷达系统的抗干扰能力。

本实用新型提供一种具有屏蔽功能的超宽带天线，包括两组并排设置的天线结构，所述天线结构包括介质基板、导电板和馈电杆，两个所述导电板对称溅射在所述介质基板的顶端，两个对称设置的所述导电板相临一侧的外轮廓为圆弧形，所述馈电杆插接在所述介质基板的底端，每个所述天线结构的四周均安装有吸波板，所述吸波板远离所述介质基板的一端设有反射板。

进一步的，所述导电板为镀铝导电板，所述镀铝导电板溅射在所述介质基板的顶端，所述镀铝导电板位于所述介质基板的拐角处预留有电阻加载缝隙。

进一步的，所述吸波板由蜂窝状吸波材料制成。

进一步的，还包括外壳体，所述吸波板贴合固定在所述外壳体的内壁上，所述介质基板安装在所述吸波板围成的区域之间。

进一步的，所述介质基板的底端设有插接孔，所述馈电杆的顶端插接在所述介质基板的底端，所述馈电杆的底端插接在所述反射板的顶端。

进一步的，所述反射板为铜制反射板。

进一步的，所述介质基板的厚度为1mm，所述吸波板的厚度为15mm。

进一步的，所述介质基板由耐燃材料制成。

进一步的，所述介质基板由环氧树脂材料制成。

本实用新型的技术方案的有益效果是：通过在天线结构的馈电部分采用圆弧形结构，使得天线拥有较小的输入阻抗和较为平滑的电流路径，提高了电磁信号的辐射量，增强天线辐射功率。同时，天线结构周围填装的吸波板材可以有效吸收天线直接耦合信号和天线的侧向辐射，减小直达波幅度和侧向目标的干扰；天线后面添加的反射板，一方面能够降低后向辐射，另一方面能够屏蔽外来信号干扰。因此，本设计的超宽带天线具有辐射功率强、探测深度高、屏蔽性能好等优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的整体组装结构示意图；

图2为本实用新型天线结构的示意图；

图3为本实用新型对于天线的回波损耗仿真及实际测试对比结果图；

附图标记说明：1-介质基板、2-导电板、3-馈电杆、4-吸波板、5-外壳体、6-反射板。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语"中心"、"纵向"、"横向"、"长度"、"宽度"、"厚度"、"上"、"下"、"前"、"后"、"左"、"右"、"竖直"、"水平"、"顶"、"底"、"内"、"外"、"顺时针"、"逆时针"等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语"第一"、"第二"仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有"第一"、"第二"的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例1

如图1-图3所示，本实用新型提供了一种具有屏蔽功能的超宽带天线，包括两组并排设置的天线结构，天线结构包括介质基板1、镀铝导电板2和馈电杆3，两个镀铝导电板2溅射在介质基板1的顶端，镀铝导电板2位于介质基板1的拐角处预留有电阻加载缝隙，所加载的电阻值在100-150Ω之间，用以屏蔽尾端的电流；介质基板1的底端设有插接孔，馈电杆3的顶端插接在介质基板1的底端，两个对称设置的导电板相临一侧的外轮廓为圆弧形，镀铝导电板2的整体由一个半圆和一个梯形的镀铝导电板2组成，梯形的两个侧边和圆相切，通过这种设计将天线输入阻抗降低在100Ω附近，较容易实现阻抗匹配。介质基板1选择为1mm厚的FR-4等级的耐燃材料制成，具体可以选用环氧树脂材料；馈电杆3的板材厚度1.6mm，介质基板1中心预留插接孔尺寸与馈电杆3厚度相同，可以直接将馈电杆3插入插接孔中对天线进行馈电。

还包括由玻璃材料制成的外壳体5，每个天线结构的四周均安装有由蜂窝状吸波材料制成的吸波板4，吸波板4贴合固定在外壳体5的内壁上，介质基板1安装在吸波板4围成的区域之间，吸波板4在起到对天线结构固定的同时，还增强了天线的抗干扰能力、提高收发天线间的信号隔离，吸波板4远离介质基板1的一端设有铜制反射板6作为天线的背向隔离材料，一方面能够降低后向辐射，另一方面能够屏蔽外来信号干扰，反射板6的顶端同样设有插接孔，使馈电杆3的底端插接在反射板6的顶端。

介质基板1选用介电常数约为4.4的环氧树脂材料，介质基板1的厚度为1mm；吸波板4的厚度为15mm，主要由聚氨酯泡沫、掺杂铁氧体和金属短纤维组成，其能将电磁波能量转化为热能耗散掉，降低信号振荡。

如图3所示，该天线的回波损耗仿真及实际测试对比结果图，从中可以看出，在170MHz-600MHz频带内，回波损耗小于-10dB，满足天线回波损耗的指标要求，实现了超宽带。

本实用新型通过在天线结构的馈电部分采用圆弧形结构，使得天线拥有较小的输入阻抗和较为平滑的电流路径，提高了电磁信号的辐射量，增强天线辐射功率。同时，天线结构周围填装的吸波板4材可以有效吸收天线直接耦合信号和天线的侧向辐射，减小直达波幅度和侧向目标的干扰；天线后面添加的反射板6，一方面能够降低后向辐射，另一方面能够屏蔽外来信号干扰。因此，本设计的超宽带天线具有辐射功率强、探测深度高、屏蔽性能好等优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (9)

1.一种具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，包括两组并排设置的天线结构，所述天线结构包括介质基板、导电板和馈电杆，两个所述导电板对称溅射在所述介质基板的顶端，两个对称设置的所述导电板相临一侧的外轮廓为圆弧形，所述馈电杆插接在所述介质基板的底端，每个所述天线结构的四周均安装有吸波板，所述吸波板远离所述介质基板的一端设有反射板。

2.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述导电板为镀铝导电板，所述镀铝导电板溅射在所述介质基板的顶端，所述镀铝导电板位于所述介质基板的拐角处预留有电阻加载缝隙。

3.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述吸波板由蜂窝状吸波材料制成。

4.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，还包括外壳体，所述吸波板贴合固定在所述外壳体的内壁上，所述介质基板安装在所述吸波板围成的区域之间。

5.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板的底端设有插接孔，所述馈电杆的顶端插接在所述介质基板的底端，所述馈电杆的底端插接在所述反射板的顶端。

6.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述反射板为铜制反射板。

7.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板的厚度为1mm，所述吸波板的厚度为15mm。

8.根据权利要求1所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板由耐燃材料制成。

9.根据权利要求8所述的具有屏蔽功能的超宽带天线，其特征在于，所述介质基板由环氧树脂材料制成。