CN107196054A - 无线通信系统的准八木天线 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种无线通信系统的准八木天线，包括介质基板、介质基板的一侧带有作为反射器的接地面，渐变微带线经过接地面进入介质基板，与介质基板上的主辐射元连接，金属对称阵子与渐变微带线相接，介质基板上表面刻蚀金属贴片，金属贴片包括依次排列设置的反射贴片、有源贴片以及引向贴片，反射贴片与有源贴片通过馈线连接。本发明在保证高增益和相对较高的前后瓣比的前提下，相对阻抗带宽展宽了3倍多，并且改善了方向性。

Description

无线通信系统的准八木天线
技术领域
本发明涉及天线技术领域，尤其涉及一种无线通信系统的准八木天线。
背景技术
在无线通信系统中，天线是信号发射和接收的关键部件。八木天线是一种典型的定向天线，广泛应用于通信、雷达及其它无线电技术设备中，通常由一个有源振子(通常是半波振子)、一个反射器(通常稍长于半波振子的无源振子)和若干个引向器组成。适当调整振子的长度和它们之间的距离可以改善天线的频率响应和辐射特性。然而，八木天线只能实现端射辐射，而且无法直接与载体表面共面安装。但在无线通信的实际应用中，常常要求天线的主瓣波束在边射方向和端射方向之间，即准端射方向，且天线与载体共面安装。
发明内容
本发明的目的是要提供一种微带贴片的准八木天线，在保证高增益和相对较高的前后瓣比的前提下，相对阻抗带宽展宽了3倍多，并且改善了方向性。
为了实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
无线通信系统的准八木天线，包括介质基板、介质基板的一侧带有作为反射器的接地面，渐变微带线经过接地面进入介质基板，与介质基板上的主辐射元连接，金属对称阵子与渐变微带线相接，其特征在于：所述介质基板上表面刻蚀金属贴片，所述金属贴片包括依次排列设置的反射贴片、有源贴片以及引向贴片，反射贴片与有源贴片通过馈线连接。
上述反射贴片是两个，两个反射贴片规格相同，两端对齐纵向排列。
上述引向贴片是两个，两个引向贴片规格相同，两端对齐纵向排列。
反射贴片与有源贴片、有源贴片与引向贴片间的距离相同。
还包括寄生贴片，所述寄生贴片是两个，分别设在有源贴片的上下两侧。
上述金属对称阵子的后方设置金属引向阵子。
上述有源贴片为正方形，反射贴片、引向贴片以及寄生贴片为长方形。
介质基板上装有引向器，所述引向器由并排设置的两个寄生辐射元构成。
本发明的有益效果为：
本发明所提供的准八木天线反射损耗小于-9dB的相对带宽为40％，工作频率25.3GHz～46.4GHz，几乎覆盖整个Ka波段，实现了超宽带，增益特性良好。这种天线在保证高增益和相对较高的前后瓣比的前提下，相对阻抗带宽展宽了3倍多，并且改善了方向性，相对阻抗带宽能达到27.5％，并且容易组阵以达到更高的增益。
附图说明
图1是本发明所提供的无线通信系统的准八木天线的结构示意图；
其中：
1-介质基板；2-渐变微带线；3-主辐射元；4-寄生辐射元；5-金属对称阵子；6-接地面；7-反射贴片；8-有源贴片；9-引向贴片；10-寄生贴片；11-馈线。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
参见图1，本发明提供了一种无线通信系统的准八木天线，包括介质基板1、介质基板的一侧带有作为反射器的接地面6，渐变微带线2经过接地面6进入介质基板1，与介质基板1上的主辐射元3连接，介质基板1上装有引向器，引向器由并排设置的两个寄生辐射元4构成，金属对称阵子5与渐变微带线2相接，介质基板1上表面刻蚀金属贴片，金属贴片包括依次排列设置的反射贴片7、有源贴片8以及引向贴片9，反射贴片7与有源贴片8通过馈线11连接，寄生贴片10有两个，分别设在有源贴片8的上下两侧，介质基板下表面是接地板，上表面刻蚀金属贴片，有源贴片8为正方形，反射贴片7、引向贴片9为矩形，其中反射贴片7与有源贴片8、有源贴片8与引向贴片9之间的距离相同，采用微带线馈电馈电网络与金属贴片共面。反射贴片7是两个，两端对齐纵向排列。引向贴片9是两个，两端对齐纵向排列。金属对称阵子5的后方设置金属引向阵子。
本发明微带八木天线结构在保证半功率波束宽度和相对较高的前后向比的前提下，可以选择不同的贴片形状，如矩形、方形、三角形、圆形、圆环等，或者在有源贴片8两边加栅栏改善其方向性，设置不同的贴片间距进行优化等方法，经过多次实验优化，并使天线尺寸小型化，最终优化选择矩形和正方形贴片组合使用结构，并在有源贴片两边附加寄生贴片10，实现了更宽的阻抗带宽。
本发明所提供的准八木天线反射损耗小于-9dB的相对带宽为40％，工作频率25.3GHz～46.4GHz，几乎覆盖整个Ka波段，实现了超宽带，增益特性良好。这种天线在保证高增益和相对较高的前后瓣比的前提下，相对阻抗带宽展宽了3倍多，并且改善了方向性，相对阻抗带宽能达到27.5％，并且容易组阵以达到更高的增益。

Claims (8)

1.一种无线通信系统的准八木天线，包括介质基板(1)、介质基板(1)的一侧带有作为反射器的接地面(6)，渐变微带线(2)经过接地面(6)进入介质基板(1)并与介质基板(1)上的主辐射元(3)连接，金属对称阵子(5)与渐变微带线(2)相接，其特征在于：所述介质基板(1)上表面刻蚀金属贴片，所述金属贴片包括沿介质基板(1)的轴向依次排列设置的反射贴片(7)、有源贴片(8)以及引向贴片(9)，反射贴片(7)与有源贴片(8)通过馈线(11)连接。
2.根据权利要求1所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述反射贴片(7)是两个，两个反射贴片(7)规格相同，两端对齐纵向排列。
3.根据权利要求1所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述引向贴片(9)是两个，两个引向贴片(9)规格相同，两端对齐纵向排列。
4.根据权利要求1或2或3所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述反射贴片(7)与有源贴片(8)之间以及有源贴片(8)与引向贴片(9)之间的距离是相同的。
5.根据权利要求4所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述无线通信系统的准八木天线还包括寄生贴片(10)，所述寄生贴片(10)是两个，分别设在有源贴片(8)的上下两侧。
6.根据权利要求5所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述金属对称阵子(5)的后方设置金属引向阵子。
7.根据权利要求6所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述有源贴片(8)为正方形，所述反射贴片(7)、引向贴片(9)以及寄生贴片(10)均为长方形。
8.根据权利要求7所述的无线通信系统的准八木天线，其特征在于：所述介质基板(1)上装有引向器，所述引向器由并行设置的两个寄生辐射元(4)构成。
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