CN102868018A - 一种高增益的可重构广角天线 - Google Patents
一种高增益的可重构广角天线 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102868018A CN102868018A CN2012103699998A CN201210369999A CN102868018A CN 102868018 A CN102868018 A CN 102868018A CN 2012103699998 A CN2012103699998 A CN 2012103699998A CN 201210369999 A CN201210369999 A CN 201210369999A CN 102868018 A CN102868018 A CN 102868018A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- feeding switch
- oscillator
- switch
- horizontal dipole
- antenna
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本发明涉及一种高增益的可重构广角天线，包括左水平振子(2)、右水平振子(3)、上竖直振子(1)、左下振子(4)、右下振子(5)、馈电(6)、馈电组合开关和接地板(7)，所述的左水平振子(2)通过馈电(6)与右水平振子(3)连接，所述的上竖直振子(1)通过馈电组合开关分别与左水平振子(2)、右水平振子(3)连接，所述的左水平振子(2)通过馈电组合开关与左下振子(4)连接，所述的右下振子(5)通过馈电组合开关与右下振子(5)连接；所述的接地板(7)设在右水平振子(3)正下方的λ/4处。与现有技术相比，本发明具有满足当今相控阵天线领域宽角扫描需求，并且能保持高增益等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其是涉及一种高增益的可重构广角天线。
背景技术
对于大范围扫描的相控阵天线，需要单元波束宽度要尽可能的宽。在电视广播领域，对于天线宽角特性的需求也越来越大。因此，更多的宽角天线单元应运而生，比如V形天线、倒V天线、微带天线及螺旋天线等。
众所周知，同时保持高增益和宽角是很难实现的，因为随着天线单元宽波束的增加增益会下降，因此可以适时改变方向图，而工作频率保持不变的方向图可重构技术很好地解决了高增益与宽波束的矛盾。方向图可重构技术可以满足智能武器寻的、汽车和飞机雷达、无线和卫星通信网络以及空间遥感等要求。传统改变天线辐射方向图的方法是采用相控阵天线技术，但是相控阵天线需要复杂的天馈系统，阵元间距较大，因而占用空间较大。而且工作频率越高，天馈系统中的移相器等部件的价格越昂贵，使得系统的成本增加，而且馈电系统性能伴有随工作环境等变化的非线性现象，使系统工作性能受到很大限制。利用方向图可重构天线，则可以克服传统相控阵天线的这些弱点，使天线更易控制。
经对现有的技术文献检索发现，2010年Manuilov M.B.等人在Microwave &Telecommunication Technology(CriMico’2010)13-17 September，Sevastopol，Crimea，Ukraine上发表的“DEVELOPMENT OF MULTI-ELEMENT PAHSED ANTENNAARRAYS OF V-DIPOLES WITH WIDE-ANGLE SCANNING”以及20王真等人在2009年全国天线年会上发表的“一种宽角覆盖宽角扫描相控阵天线系统”中提出的天线系统可以实现E面和H面±60°宽角覆盖，但这种达到广角方式是以牺牲天线增益来的，单个天线单元的增益为5dB左右。
水平振子天线虽能保持7dB的高增益，但其E面的3dB角宽仅约72°，小于H面的3dB角宽120°。考虑到V形振子天线的最大辐射方向在其角平分线上，所以V形振子天线设计思想的引入可以在保持高增益的同时弥补水平振子天线E面的辐射角宽。
与专利申请号为201210002334.3的专利“一种含法向振子的可重构广角天线”相对比，后者用最少的振子数实现了在可重构的过程中保持高达7dB的增益的同时，其E面方向图3dB角宽达120°，H面方向图3dB角宽达115°近120°，但因馈电组合开关和调谐开关甚多而增加了实现过程的难度性。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种高增益的可重构广角天线，解决了水平振子天线中存在的E面扫描角度窄的问题，并使其满足当今相控阵天线领域宽角扫描需求，并且能保持高增益(7dB)。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种高增益的可重构广角天线，包括左水平振子2、右水平振子3、上竖直振子1、左下振子4、右下振子5、馈电6、馈电组合开关和接地板7，其特征在于，所述的左水平振子2通过馈电6与右水平振子3连接，所述的上竖直振子1通过馈电组合开关分别与左水平振子2、右水平振子3连接，所述的左水平振子2通过馈电组合开关与左下振子4连接，所述的右下振子5通过馈电组合开关与右下振子5连接；所述的接地板7设在右水平振子3正下方的λ/4处；
通过馈电组合开关来控制各振子之间的连通，可形成三种辐射效应，从而获得辐射方向图的可调，实现天线方向图可重构。
所述的馈电组合开关包括第一馈电开关D1、第二馈电开关D2、第三馈电开关D3和第四馈电开关D4，所述的第一馈电开关D1设在上竖直振子1和左水平振子2之间，所述的第二馈电开关D2设在上竖直振子1和右水平振子3之间，所述的第三馈电开关D3设在左水平振子2和左下振子4之间，所述的第四馈电开关D4设在右水平振子3和右下振子5之间。
每个振子上均皆设有隔交电感。
所述的第一馈电开关D1、第二馈电开关D2、第三馈电开关D3和第四馈电开关D4均截止时，构成第一工作状态，在第一工作状态下，其E面主瓣角是9.0°方向，E面方向图3dB角宽可达82.8°，H面主瓣角方向是10.0°，H面方向图3dB角宽可达117.2°。
所述的第二馈电开关D2和第三馈电开关D3均导通，第一馈电开关D1和第四馈电开关D4均截止时，构成第二工作状态，在第二工作状态下，其E面主瓣角方向是22.0°，E面方向图3dB角宽可达77.0°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达124.3°。
所述的第一馈电开关D1和第四馈电开关D4均导通，所述的第二馈电开关D2和第三馈电开关D3均截止时，构成第三工作状态，在第三工作状态下，其E面主瓣角方向是-22.0°，E面方向图3dB角宽可达76.2°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达123.9°。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1、通过控制连接五个金属振子的馈电组合开关的导通情况来改变振子的连接状态，来获得不同的辐射效应，从而改变天线的辐射方向图，实现方向图的可重构，其辐射方向图的E面方向图3dB角宽达120°，H面方向图3dB角宽近120°。
2、该天线在方向图可重构的过程中，还能保持保持高达7dB的增益兼具有较低的副瓣电平。满足阵中有效单元方向图3dB波束宽度要在90度以上的宽角以及高增益需求。
3、馈电组合开关用PIN实现，简单易行，而且还能保持高增益且方向图变化过程中增益变化不大的情况下实现的广角方向图可重构，适合相控阵宽角扫描应用。
附图说明
图1为本发明第一工作状态下的结构示意图；
图2为本发明第二工作状态下的结构示意图；
图3为本发明第三工作状态下的结构示意图；
图4为本发明的具体电路图；
图5为本发明第一工作状态下的E面方向图；
图6为本发明第一工作状态下的H面方向图；
图7为本发明第二工作状态下的E面方向图；
图8为本发明第二工作状态下的H面方向图；
图9为本发明第三工作状态下的E面方向图；
图10为本发明第三工作状态下的H面方向图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。
实施例
如图1、图4所示，一种高增益的可重构广角天线，包括左水平振子2、右水平振子3、上竖直振子1、左下振子4、右下振子5、馈电6、馈电组合开关和接地板7，其特征在于，所述的左水平振子2通过馈电6与右水平振子3连接，所述的上竖直振子1通过馈电组合开关分别与左水平振子2、右水平振子3连接，所述的左水平振子2通过馈电组合开关与左下振子4连接，所述的右下振子5通过馈电组合开关与右下振子5连接；所述的接地板7设在右水平振子3正下方的λ/4处；通过馈电组合开关来控制各振子之间的连通，可形成三种辐射效应，从而获得辐射方向图的可调，实现天线方向图可重构。
所述的馈电组合开关包括第一馈电开关D1、第二馈电开关D2、第三馈电开关D3和第四馈电开关D4，所述的第一馈电开关D1设在上竖直振子1和左水平振子2之间，所述的第二馈电开关D2设在上竖直振子1和右水平振子3之间，所述的第三馈电开关D3设在左水平振子2和左下振子4之间，所述的第四馈电开关D4设在右水平振子3和右下振子5之间。
每个振子上均皆设有隔交电感L1，L2，L3，L4，L5。
如图1、5、6，所述的第一馈电开关D1、第二馈电开关D2、第三馈电开关D3和第四馈电开关D4均截止时，构成第一工作状态，在第一工作状态下，其E面主瓣角是9.0°方向，E面方向图3dB角宽可达82.8°，H面主瓣角方向是10.0°，H面方向图3dB角宽可达117.2°。
如图2、7、8，所述的第二馈电开关D2和第三馈电开关D3均导通，第一馈电开关D1和第四馈电开关D4均截止时，构成第二工作状态，在第二工作状态下，其E面主瓣角方向是22.0°，E面方向图3dB角宽可达77.0°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达124.3°。
如图3、9、10，所述的第一馈电开关D1和第四馈电开关D4均导通，所述的第二馈电开关D2和第三馈电开关D3均截止时，构成第三工作状态，在第三工作状态下，其E面主瓣角方向是-22.0°，E面方向图3dB角宽可达76.2°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达123.9°。
三种不同辐射效应可获得三种不同的辐射方向图，使得在保持高增益(7dB)的情况下H面方向图3dB主瓣角宽度达120°的同时，合成的E面方向图的3dB主瓣角由半波水平振子的71.9°提升到120°。
Claims (6)
1.一种高增益的可重构广角天线，包括左水平振子(2)、右水平振子(3)、上竖直振子(1)、左下振子(4)、右下振子(5)、馈电(6)、馈电组合开关和接地板(7)，其特征在于，所述的左水平振子(2)通过馈电(6)与右水平振子(3)连接，所述的上竖直振子(1)通过馈电组合开关分别与左水平振子(2)、右水平振子(3)连接，所述的左水平振子(2)通过馈电组合开关与左下振子(4)连接，所述的右下振子(5)通过馈电组合开关与右下振子(5)连接；所述的接地板(7)设在右水平振子(3)正下方的λ/4处；
通过馈电组合开关来控制各振子之间的连通，可形成三种辐射效应，从而获得辐射方向图的可调，实现天线方向图可重构。
2.根据权利要求1所述的一种高增益的可重构广角天线，其特征在于，所述的馈电组合开关包括第一馈电开关(D1)、第二馈电开关(D2)、第三馈电开关(D3)和第四馈电开关(D4)，所述的第一馈电开关(D1)设在上竖直振子(1)和左水平振子(2)之间，所述的第二馈电开关(D2)设在上竖直振子(1)和右水平振子(3)之间，所述的第三馈电开关(D3)设在左水平振子(2)和左下振子(4)之间，所述的第四馈电开关(D4)设在右水平振子(3)和右下振子(5)之间。
3.根据权利要求1所述的一种高增益的可重构广角天线，其特征在于，每个振子上均皆设有隔交电感。
4.根据权利要求2所述的一种高增益的可重构广角天线，其特征在于，所述的第一馈电开关(D1)、第二馈电开关(D2)、第三馈电开关(D3)和第四馈电开关(D4)均截止时，构成第一工作状态，在第一工作状态下，其E面主瓣角是9.0°方向，E面方向图3dB角宽可达82.8°，H面主瓣角方向是10.0°，H面方向图3dB角宽可达117.2°。
5.根据权利要求2所述的一种高增益的可重构广角天线，其特征在于，所述的第二馈电开关(D2)和第三馈电开关(D3)均导通，第一馈电开关(D1)和第四馈电开关(D4)均截止时，构成第二工作状态，在第二工作状态下，其E面主瓣角方向是22.0°，E面方向图3dB角宽可达77.0°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达124.3°。
6.根据权利要求2所述的一种高增益的可重构广角天线，其特征在于，所述的第一馈电开关(D1)和第四馈电开关(D4)均导通，所述的第二馈电开关(D2)和第三馈电开关(D3)均截止时，构成第三工作状态，在第三工作状态下，其E面主瓣角方向是-22.0°，E面方向图3dB角宽可达76.2°，H面主瓣角方向是6.0°，H面方向图3dB角宽可达123.9°。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103699998A CN102868018A (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种高增益的可重构广角天线 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012103699998A CN102868018A (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种高增益的可重构广角天线 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102868018A true CN102868018A (zh) | 2013-01-09 |
Family
ID=47446717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012103699998A Pending CN102868018A (zh) | 2012-09-27 | 2012-09-27 | 一种高增益的可重构广角天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102868018A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108365347A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种可重构天线 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090273533A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-05 | Pinyon Technologies, Inc. | High Gain Steerable Phased-Array Antenna with Selectable Characteristics |
| CN101577366A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-11-11 | 清华大学 | 用于移动终端的可重构双天线系统 |
| CN102437418A (zh) * | 2011-08-24 | 2012-05-02 | 清华大学 | 用于移动终端的宽带平面型可重构天线系统 |
| CN102570007A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 上海交通大学 | 一种含法向振子的可重构广角天线 |
-
2012
- 2012-09-27 CN CN2012103699998A patent/CN102868018A/zh active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20090273533A1 (en) * | 2008-05-05 | 2009-11-05 | Pinyon Technologies, Inc. | High Gain Steerable Phased-Array Antenna with Selectable Characteristics |
| CN101577366A (zh) * | 2009-06-22 | 2009-11-11 | 清华大学 | 用于移动终端的可重构双天线系统 |
| CN102437418A (zh) * | 2011-08-24 | 2012-05-02 | 清华大学 | 用于移动终端的宽带平面型可重构天线系统 |
| CN102570007A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-07-11 | 上海交通大学 | 一种含法向振子的可重构广角天线 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108365347A (zh) * | 2018-02-11 | 2018-08-03 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种可重构天线 |
| CN108365347B (zh) * | 2018-02-11 | 2020-06-30 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种可重构天线 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2881286C (en) | Configurable antenna assembly | |
| CN103947041B (zh) | 宽带天线 | |
| US9768512B2 (en) | Radar array antenna | |
| US20120133567A1 (en) | Cross polarization multiband antenna | |
| CN103730736B (zh) | 一种圆极化的高增益低剖面谐振天线 | |
| CN207587958U (zh) | 一种波束选择天线系统 | |
| WO2003028156A3 (en) | Patch fed printed antenna | |
| CN103703620A (zh) | 宽带双极化阵列天线及基站 | |
| EP3231037B1 (en) | High coverage antenna array and method using grating lobe layers | |
| CN104332714A (zh) | 双极化斜波束波导缝隙阵列天线 | |
| CN203850423U (zh) | 一种宽频双极化振子 | |
| US8704727B2 (en) | Compact multibeam antenna | |
| CN204289717U (zh) | 双极化斜波束波导缝隙阵列天线 | |
| CN207353459U (zh) | 天线单元及天线阵列 | |
| CN102570007B (zh) | 一种含法向振子的可重构广角天线 | |
| US20200067180A1 (en) | Antenna device for vehicle | |
| CN102377016A (zh) | 高增益回圈阵列天线系统及具有该系统的电子装置 | |
| CN102868028B (zh) | 一种机械式相控扫描阵列天线及其波束指向控制方法 | |
| CN106030906A (zh) | 阵列天线以及扇区天线 | |
| CN102868018A (zh) | 一种高增益的可重构广角天线 | |
| CN105119060A (zh) | 双极化全向天线及其天线反射板 | |
| CN113161766A (zh) | 可重构天线和可重构天线系统 | |
| CN102013562A (zh) | 一种宽频带双极化天线 | |
| CN203166080U (zh) | 全向天线 | |
| CN204905446U (zh) | 双极化全向天线及其天线反射板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C12 | Rejection of a patent application after its publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20130109 |