CN104064876A - 一种微带阵列全向通信天线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微带阵列全向通信天线，包括梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)，所述梯形渐变微带阵列(1)包括前后各6个梯形微带辐射单元(3)，各梯形微带辐射单元(3)之间通过50欧姆微带传输线(2)连接，矩形阻抗匹配调节贴片(4)位于各50欧姆微带传输线(2)中间位置，所述梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)为一体式结构。对比现有技术，本发明具有加工精度高，一致性、稳定性、导电性好，易于匹配，副瓣电平低，天线水平方向的不圆度低等特点。
Description
技术领域
本发明涉及一种全向通信天线，具体涉及一种微带阵列全向通信天线，属于通信技术领域。
背景技术
在定位干扰源时，可以采用定向天线(如喇叭天线、反射面天线)或全向天线来接收信号。定向天线虽然具有增益高、定向性好的优点，一旦收到信号即可将信号锁定在一定方向上，但是其缺点也很明显：必须不断转动天线，且极易漏掉信号。因此在实际定位工作中，一般采用全向天线。全向天线，即在水平方向图上表现为360°都均匀辐射，其覆盖面积大，所以在无线电系统中拥有着难以替代的作用。在无线定位系统中，不仅要求天线的水平方向不圆度低，更要求天线拥有很低的副瓣从而能够准确的定位目标。目前被广泛使用的全向天线大体上分为两种，一种是同轴串馈套筒振子天线，另一种就是交叉阵子天线。其中同轴套筒阵子天线安装比较复杂，加工精度较低，天线一致性较差，而传统的交叉阵子天线副瓣并不能满足低副瓣的要求。
发明内容
本发明的目的是为解决现有天线水平方向的不圆度高，副瓣电平高，匹配度低以及一致性和稳定性不够好的问题，提出了一种微带阵列全向通信天线，有效提高了天线的水平方向不圆度，实现了目标的准确定位。
本发明为了解决上述技术问题，提出了一种微带阵列全向通信天线。
一种L波段微带全向通信天线，包括梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)，所述梯形渐变微带阵列(1)包括前后各6个梯形微带辐射单元(3)，各梯形微带辐射单元(3)之间通过50欧姆微带传输线(2)连接，矩形阻抗匹配调节贴片(4)位于各50欧姆微带传输线(2)中间位置，梯形渐变微带阵列(1)中各梯形微带辐射单元(3)按照中间宽两边窄，且从中间到两边等比例缩小方式排列，梯形渐变微带阵列(1)中前后各梯形微带辐射单元(3)交错放置，所述梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)为一体式结构。
优选的，所述天线背面最底端的微带辐射单元采用矩形形状。
优选的，所述天线正、反面下端的50欧姆微带传输线接口(5)和矩形微带辐射单元接口(6)共同组成同轴转微带接头的连接处。
优选的，所述天线还包括一个SMA射频转接头(7)，该接头的内导体和外导体可以采用焊接的方式分别与50欧姆微带传输线接口(5)和矩形微带辐射单元接口(6)固定连接。
所述天线整体采用印刷版工艺加工，正反两面的导体部分均为一个完整的导体贴片结构，表面材料可以使用任何具有良好导电性能的材料，如铜、金等，介质材料可以使用常用的双面覆铜介质材料，如聚四氟乙烯、玻璃纤维、氧化铝等。
有益效果：
本发明对比现有技术具有如下优点：
1.采用印刷版光绘技术加工，并对天线表面进行镀金处理，一次成型，加工精度高，天线的一致性和稳定性好，并且具有良好的导电性。
2.在梯形渐变微带阵列的50欧姆微带传输线中间加入矩形阻抗匹配调节贴片，能够有效的调整天线的驻波，使得天线易于匹配。
3.与传统的交叉阵子天线的矩形贴片辐射单元不同，本天线采用了梯形贴片作为辐射单元，有效降低了天线的副瓣电平。
4.在保证辐射增益的基础上，适当减小梯形辐射贴片的宽度，并且使用低介电常数的介质作为基板，有效降低了天线水平方向的不圆度。
附图说明
图1是本发明天线的正、反面结构示意图。
图2是本发明实施例的回波损耗随频率的变化图。
图3是本发明实施例的实测(实线)与仿真(虚线)的俯仰面方向图对比。
图4是本发明实施例的实测(实线)与仿真(虚线)的水平面方向图对比。
图5是本发明实施例的增益随频率的变化图。
具体实施方式
下面结合附图具体描述本发明天线的实施方式。
如图1所示，本发明所述天线采用微带传输线的形式进行馈电，其特性阻抗为50欧姆，正反两面各有6个梯形的辐射单元，每个梯形辐射单元的宽度随着距天线中心位置的距离而逐渐变小，这样的结构能够有效减小天线的副瓣电平，现有天线可以达到-13dB左右，而本发明可以达到-15dB以下。每个天线辐射单元以半波长的微带传输线连接，而每个连接的微带传输线上面都加有矩形的匹配贴片，用来调节天线整体的阻抗从而实现良好的匹配。同时，天线的两个整体(正、反两面)的辐射贴片阵列级馈电系统均使用金属铜采用印刷版技术贴合在同一块聚四氟乙烯材质介质板的两侧，有效提高了天线的一致性、稳定性和导电性，由于一次成型，加工精度也大大提高。
为使本发明天线具有更好的通用性，可以采用一般的SMA头、N型头、K头等作为天线与同轴电缆的转接头，图1所示的实施例中，采用了SMA射频转接头，并将该接头的内导体和外导体分别与50欧姆微带传输线接口(5)和矩形微带辐射单元接口(6)连接。连接时可以采用焊接的方式将本发明天线与转接头固定连接。
梯形渐变微带阵列(1)中各辐射单元的上下底宽度和高度以及50欧姆微带传输线(2)的高度可以根据实际的工作频段要求调整；矩形阻抗匹配调节贴片(4)的大小可以根据阻抗匹配的要求调整。
图2是本发明实施例的回波损耗随频率的变化图，从图中可以看出在工作频段内，即1.61GHz-1.67GHz的回波损耗均小于-10dB，具有良好的匹配性能。
图3是本发明实施例的实测(实线)与仿真(虚线)的俯仰面方向图对比，可以看到本发明实施例天线的仿真与实测方向图趋势基本相同，实测结果与仿真结果比较接近，天线实测的副瓣电平均低于-15dB，具有较低的副瓣电平。
图4是本发明实施例的实测(实线)与仿真(虚线)的水平面方向图对比，可以看到本发明实施例天线的实测方向图与仿真基本吻合，具有良好的水平全向辐射特性。
图5是本发明实施例的增益随频率的变化图，从图中可以看出本发明实施例天线的增益在工作频段内，即1.61GHz-1.67GHz均大于8dBi，具有良好的增益。
本发明天线适用于各种需要全向发射或者接收线极化信号的移动通信应用。
为了说明本发明的内容及实施方法，本说明书给出了具体实施例。在实施例中引入细节的目的不是限制权利要求书的范围，而是帮助理解本发明所述方法。本领域的技术人员应理解：在不脱离本发明及其所附权利要求的精神和范围内，对最佳实施例步骤的各种修改、变化或替换都是可能的。因此，本发明不应局限于最佳实施例及附图所公开的内容。
Claims (5)
1.一种微带阵列全向通信天线，其特征在于，包括梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)，所述梯形渐变微带阵列(1)包括前后各6个梯形微带辐射单元(3)，各梯形微带辐射单元(3)之间通过50欧姆微带传输线(2)连接，矩形阻抗匹配调节贴片(4)位于各50欧姆微带传输线(2)中间位置，梯形渐变微带阵列(1)中各梯形微带辐射单元(3)按照中间宽两边窄，且从中间到两边等比例缩小方式排列，梯形渐变微带阵列(1)中前后各梯形微带辐射单元(3)交错放置，所述梯形渐变微带阵列(1)、50欧姆微带传输线(2)、矩形阻抗匹配调节贴片(4)为一体式结构。
2.根据权利要求1所述的一种微带阵列全向通信天线，其特征在于，所述天线背面最底端的微带辐射单元采用矩形形状。
3.根据权利要求1所述的一种微带阵列全向通信天线，其特征在于，所述天线正、反面下端的50欧姆微带传输线接口(5)和矩形微带辐射单元接口(6)共同组成同轴转微带接头的连接处。
4.根据权利要求1所述的一种微带阵列全向通信天线，其特征在于，所述天线还包括一个天线与同轴电缆的转接头(7)，该接头的内导体和外导体可以采用焊接的方式分别与50欧姆微带传输线接口(5)和矩形微带辐射单元接口(6)固定连接。
5.根据权利要求1所述的一种微带阵列全向通信天线，其特征在于，所述天线整体采用印刷版工艺加工，正反两面的导体部分均为一个完整的导体贴片结构，表面材料可以使用任何具有良好导电性能的材料，如铜、金等，介质材料可以使用常用的双面覆铜介质材料，如聚四氟乙烯、玻璃纤维、氧化铝等。
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