基于角反射器的寬帶高增益全向天線制造技術

本發(fā)明專利技術公開了一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線，包括印刷在介質板的印刷偶極子、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡、角反射器、陣列饋電端口、上連接器、下連接器、一分四功分網(wǎng)絡、底座和射頻接頭；其中，八個相同的印刷偶極子間隔一定距離排列組成偶極子陣列印刷在介質板上；偶極子陣列放置在角反射器的角平分線上。本發(fā)明專利技術通過對印刷偶極子組陣，實現(xiàn)了天線的高增益能量輻射；使用并聯(lián)饋電網(wǎng)絡保證天線在寬頻帶內能量輻射方向的穩(wěn)定性，并實現(xiàn)了寬頻帶工作性能；將偶極子陣列在水平面內間隔90度均勻排列，并將其與角反射器組合，實現(xiàn)了高增益的全向輻射特性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及全向輻射天線，尤其是涉及一種寬帶高增益的全向天線。
技術介紹
隨著科學技術的發(fā)展，無線通信事業(yè)得到大力的普及，全向天線在無線通信中需求廣泛。通常，全向輻射特性的天線由振子型全向天線單元構成，如對稱振子、單極子、雙錐天線，印刷偶極子等，但是這類天線的主要缺點是增益較低。為了實現(xiàn)全向天線的高增益，通常采用的方法是對全向天線單元進行組陣，形成同向疊加的直線陣。按給陣列饋電方式劃分，全向陣列可以分為串聯(lián)饋電陣列和并聯(lián)饋電陣列。串聯(lián)饋電陣列在簡化饋電網(wǎng)絡的同時，可以實現(xiàn)能量的全向輻射。但是，帶來的問題是導致天線陣的最大輻射方向在高頻點的上翹，導致高頻段的水平增益急劇下降。因而串聯(lián)饋電陣列工作帶寬較窄，適用于對工作頻帶要求不寬的工作環(huán)境中。并聯(lián)饋電網(wǎng)絡可以有效地解決高頻段方向圖上翹的問題，在不同工作頻率可以保證各單元激勵能量的幅度和相位相等，從而在工作頻帶可以得到穩(wěn)定方向圖，因而可以實現(xiàn)寬頻帶工作。但是并聯(lián)饋電陣列往往需要復雜的功分網(wǎng)絡，尺寸加大而且水平面的不圓度往往也較差。
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的目的在于克服現(xiàn)有技術中存在的缺陷，提供一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術的設計方案如下：一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線，包括印刷在介質板的印刷偶極子、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡、角反射器、陣列饋電端口、上連接器、下連接器、一分四功分網(wǎng)絡、底座和射頻接頭；八個相同的印刷偶極子間隔一定距離排列組成偶極子陣列，印刷在介質板上；偶極子陣列由一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡饋電，并放置在角反射器的角平分線上；角反射器由兩塊正交的金屬板所分成的四個角反射空間構成，每個角反射空間的角平分線上放置一個偶極子陣列；每一個偶極子陣列由一個陣列饋電端口饋電；使用同軸電纜連接饋電端口和一分四功分網(wǎng)絡；一分四功分網(wǎng)絡固定在底座上并由射頻接頭饋電；介質板由上連接器、下連接器與角反射器固定；下連接器固定連接角反射器和底座。更具體地，一分四功分網(wǎng)絡輸入端口與射頻接頭相連接，其四個輸出端口分別用同軸線與四個陣列饋電端口分別連接。本專利技術的優(yōu)點和有益效果在于：(1)通過對印刷偶極子組合排列形成直線陣并饋以等幅同相的激勵，實現(xiàn)了天線的高增益能量輻射；(2)使用多級并聯(lián)饋電網(wǎng)絡可以對天線輸入阻抗進行多級變換，從而大大展寬天線的工作帶寬；(3)使用并聯(lián)饋電網(wǎng)絡解決了天線輻射方向圖在水平面內上翹或者下傾的問題，從而保證天線在寬頻帶內能量輻射方向的穩(wěn)定性；(4)將偶極子陣列放置于角反射器的角平分線上構成一個角反射器偶極子陣列，并將其在水平面內均勻排列，實現(xiàn)了能量在水平面的均勻分布，可以獲得高增益的全向輻射特性。附圖說明圖1是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的整體裝配示意圖；圖2是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的分解結構示意圖；圖3是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的實測電壓駐波比；圖4是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的E面輻射方向圖；圖5是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的H面輻射方向圖；圖6是本專利技術中基于角反射器的寬帶高增益全向天線的增益曲線；其中，1、印刷偶極子；2、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡；3、介質板；4、角反射器；5、陣列饋電端口；6、上連接器；7、下連接器；8、一分四功分網(wǎng)絡；9、底座；10、射頻接頭。具體實施方式下面結合附圖和實施例，對本專利技術的具體實施方式作進一步描述。以下實施例僅用于更加清楚地說明本專利技術的技術方案，而不能以此來限制本專利技術的保護范圍。實施例參考圖1和圖2，一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線，包括印刷在介質板3的印刷偶極子1、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡2、角反射器4、陣列饋電端口5、上連接器6、下連接器7、一分四功分網(wǎng)絡8、底座9和射頻接頭10；八個相同的印刷偶極子1間隔一定距離排列組成偶極子陣列印刷在介質板3上；偶極子陣列由一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡2饋電，并放置在角反射器4的角平分線上；角反射器4由兩塊正交的金屬板所分成的四個角反射空間構成，每個角反射空間的角平分線上放置一個偶極子陣列；每一個偶極子陣列由一個陣列饋電端口5饋電；使用同軸電纜連接陣列饋電端口5和一分四功分網(wǎng)絡8；一分四功分網(wǎng)絡8固定在底座9上并由射頻接頭10饋電；介質板3由上連接器6、下連接器7和角反射器4固定；下連接器7固定連接角反射器4和底座9。將八個相同的印刷偶極子1間隔一定距離排列組成偶極子直線陣印刷在介質板3上，并使用一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡2饋以等幅同相的激勵，保證了天線在寬頻帶內能量輻射方向的穩(wěn)定性并且天線在一定空域內可以獲得高增益定向輻射特性。為實現(xiàn)水平全空域能量的均勻輻射，可以對所述偶極子直線陣在水平面內進行組陣。將四個偶極子直線陣均勻放置在由兩塊正交的金屬板所分成的四個角反射空間中，可以得到天線的全向輻射特性。通過合理調節(jié)角反射器4的大小，可以調節(jié)每個空域中偶極子陣列輻射能量的集束程度，有效改善相鄰空域能量的有效疊加，從而得到高增益的能量在水平面的均勻分布，也即天線在水平面的不圓度最小。另外，使用多級并聯(lián)饋電網(wǎng)絡對阻抗進行多級變換，可以大大展寬天線的工作帶寬。利用矢量網(wǎng)絡分析儀AgilentE8363B和微波暗室對天線模型進行了測試，圖3給出了天線的電壓駐波比的實測結果。如圖3所示，實物的測試結果表明，天線模型VSWR≤2的工作頻帶為7.2-8.7GHz，相對帶寬為18.9％，可以滿足寬帶全向通信系統(tǒng)的要求。圖4和圖5分別是對實物天線測試得到的E面和H面方向圖。方向圖表征工作頻帶內天線在空間的能量分布。圖4表明天線的E面方向圖主瓣為倒“8”字形，且副瓣電平在-20dB下，表明天線的能量主要集中在水平面。從圖5結果可以看出本專利技術天線在工作頻帶內的不圓度小于2dB，表明本專利技術天線輻射的能量在水平面較為均勻分布，即在工作頻帶內都具有良好的全向性，可以較好地滿足全向通信要求。圖6是對實施例天線測試得到的增益隨工作頻率變化的曲線。從圖6可以看出，本專利技術天線在工作頻帶內具有較高的增益，全頻帶增益在10dB以上。本專利技術提出的基于角反射器的寬帶高增益全向天線具有良好的電性能指標，滿足了寬頻帶、高增益工作的基本要求，同時天線具有較好的全向輻射特性，能較好地滿足寬帶高增益全向通信系統(tǒng)的要...

【技術保護點】
一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線，其特征在于，包括印刷在介質板(3)的印刷偶極子(1)、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(2)、角反射器(4)、陣列饋電端口(5)、上連接器(6)、下連接器(7)、一分四功分網(wǎng)絡(8)、底座(9)和射頻接頭(10)；八個相同的所述的印刷偶極子(1)排列組成偶極子陣列，印刷在所述的介質板(3)上；所述的偶極子陣列由所述的一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(2)饋電，并放置在所述的角反射器(4)的角平分線上；所述的角反射器(4)由兩塊正交的金屬板所分成的四個角反射空間構成，每個角反射空間的角平分線上放置一個所述的偶極子陣列；每一個所述的偶極子陣列由一個所述的陣列饋電端口(5)饋電；使用同軸電纜連接所述的陣列饋電端口(5)和所述的一分四功分網(wǎng)絡(8)；所述的一分四功分網(wǎng)絡(8)固定在所述的底座(9)上，并由所述的射頻接頭(10)饋電；所述的介質板(3)由所述的上連接器(6)、所述的下連接器(7)和所述的角反射器(4)固定；所述的下連接器(7)連接固定所述的角反射器(4)和所述的底座(9)。

【技術特征摘要】
1.一種基于角反射器的寬帶高增益全向天線，其特征在于，包
括印刷在介質板(3)的印刷偶極子(1)、一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(2)、
角反射器(4)、陣列饋電端口(5)、上連接器(6)、下連接器(7)、
一分四功分網(wǎng)絡(8)、底座(9)和射頻接頭(10)；八個相同的所
述的印刷偶極子(1)排列組成偶極子陣列，印刷在所述的介質板(3)
上；所述的偶極子陣列由所述的一分八并聯(lián)饋電網(wǎng)絡(2)饋電，并
放置在所述的角反射器(4)的角平分線上；所述的角反射器(4)由
兩塊正交的金屬板所分成的四個角反射空間構成，每個角反射空間的
角平分線上放置一個所述的偶極子陣列；每一個所述的偶極子陣列由

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：張志亞，
申請(專利權)人：常熟市訊雷通訊科技有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：江蘇;32