CN108011184A - 一种增强型毫米波接收天线 - Google Patents

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周春荣
郭锦景
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Abstract

本发明提供了一种增强型毫米波接收天线，包括锅盖状的天线本体(1)，其特征在于：在所述天线本体(1)的内表面设置有条状凸出部(2)，所述条状凸出部(2)表面设有密集的毫米波天线贴片(3)，所述相邻两条条状凸出部(2)之间的沟壑内也设有毫米波天线贴片(3)，所述天线本体(1)的外表面设有一圈贴片带，该贴片带设置有密集的毫米波天线贴片(3)，所述天线本体(1)覆盖有绝缘保护膜，所述绝缘保护膜覆盖住所有毫米波天线贴片(3)。其有益效果为：大幅度提高了天线增益，大幅度提高网络容量；在大规模天线下，信道变得良好，对抗深度衰弱的过程可以大大简化，因此时延也可以大幅降低。

Description

一种增强型毫米波接收天线
技术领域
本发明属于通信和天线技术领域，具体涉及一种增强型毫米波接收天线。
背景技术
自从赫兹在1888年发现电磁波以后，反射面天线就已经渐渐被得到使用。由于反射面天线结构简单，质量轻且拥有许多其他天线无法取代的优越性能，使它成为了通信领域的中流砥柱，广泛应用于雷达，卫星通信，射电天文学，跟踪以及遥感等众多领域，其分析和设计方法也随之得到不断的发展和提高。
目前，旋转对称形式的反射面在保证天线性能的同时因制造方便而被广泛应用，其不足在于：反射面辐射出的电磁波部分进入馈源，能够使得馈源的阻抗特性恶化，反过来馈源或多或少的支撑结构也会遮挡部分电磁波，降低了天线的辐射效率，影响了反射面天线的增益；为了克服旋转对称形式的反射面天线的弱点，偏置反射面天线改进了反射面的结构，用圆锥从旋转对称抛物面天线上截取一个椭圆部分，便得到了偏置抛物面天线，这种偏置反射面巧妙地避开了馈源及其支杆的遮挡，从而能改善旁瓣电平及馈源的输入驻波特性，但是这一偏置结构的非对称性能够造成交叉极化电平上升及波束倾斜，特别是当馈源需要离焦以实现指定方向的扫描时，这种缺陷将不容忽视；为了克服偏置抛物面天线的不足，在实际使用中，偏焦反射面天线应运而生，即将馈源偏焦一定距离，使得波束能够在小角度范围内来回扫描，实现对目标的搜索和跟踪，其不足在于：这种由离焦引起反射面的方向图恶化。
且传统抛物面天线的信源接收点都是布置在凹面内，忽略了凸面对信源接收具有增益效果，特别是在凹面无法正对信源的时候，浪费了凸面接收信源的作用。
综上，如何使天线增益尽可能高成为目前研发的难点，设计一种高增益的毫米波接收天线成为必要。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明提供一种结构新颖，能够很大程度提高天线增益的毫米波接收天线。
本发明的技术方案如下：
一种增强型毫米波接收天线，包括锅盖状的天线本体，其关键在于：在所述天线本体的内表面设置有条状凸出部，所述条状凸出部表面设有密集的毫米波天线贴片，所述相邻两条条状凸出部之间的沟壑内也设有毫米波天线贴片，所述天线本体的外表面设有一圈贴片带，所述天线本体外表面的贴片带靠近天线本体的敞口，该贴片带的带宽为天线本体外表面宽度的三分之一，该贴片带设有密集的毫米波天线贴片，所述天线本体覆盖有绝缘保护膜，所述绝缘保护膜覆盖住所有毫米波天线贴片。
采用上述结构，由于条状凸出部表面密布有单元贴片，每个单元贴片都相当于一个反射面，同时基于毫米波的特性，使得本发明提供的毫米波接收天线大大的提高了天线增益；外表面的贴片带扩大了天线的接收面积，特别是天线本体按一定角度倾斜安装时，光靠天线内表面的天线贴片很难对毫米波进行全方位的接收，此时外表面的贴片带就可大面积接收信号，特别是在在凹面天线无法正对信源的时候，外表面的贴片带保证了天线的接收效率。
所述条状凸出部为螺旋结构，所述条状凸出部从所述天线本体的内表面中心向内表面的外沿延伸。
所述条状凸出部内部为中空结构的冷却水通道，该冷却水通道的横截面呈三角形，所述冷却水通道的出水口位于所述天线本体的内表面中心处，所述冷却水通道内壁贴有毫米波天线贴片。
所述天线本体内表面的中心处设置有排水孔，所述排水孔向下连接有排水管，所述排水管上部的内壁贴有毫米波天线贴片。
采用上述结构，由于大部分毫米波天线贴片都长期受到阳光照射，工作环境温度很高，同时，毫米波天线贴片大都处于24小时不间断工作状态，芯片热量较高会降低天线的使用寿命，将条状凸出结构内部设置冷却水通道，能及时对芯片进行降温，提高天线使用寿命；排水孔的存在，能够在清洗天线本体接收面的的灰尘等污染物后排放，由于螺旋形的条状凸出结构将大部分的毫米波引入了排水孔，在排水孔内壁增加天线贴片，能充分接收毫米波。
所述条状凸出部的横截面呈梯形结构，所述条状凸出部为玻璃基体，相邻条状凸出部之间的沟壑内的天线本体为玻璃基体，所述天线本体外表面的贴片带为玻璃基体。
在所述玻璃基体的外壁刻蚀有铜箔，所述毫米波天线贴片布置在铜箔上。
采用上述结构，玻璃基体具有硬度较高，不易变形等优点，保证了其表面刻蚀的铜箔的稳定性，确保了个毫米波天线贴片间的间距稳定，并且能降低刻蚀成本；条状凸出部呈半圆形结构或梯形结构，在该条状凸出部的外表面刻蚀单元贴片，易于安装，能够大大增加单元贴片的数量，确保了各单元贴片间不会相互干涉。
所述冷却水通道出水口通过排水管接入水池，所述水池安装有抽水泵，所述抽水泵将水池中的水送入冷却水通道的入水口，所述水池的底部设有排水孔，所述排水孔上安装有排水阀，该排水阀为电磁阀。
采用上述方案，将冷却水引入水池中，再通过抽水泵接入冷却水通道，将水资源循环利用，极大地节约了成本；循环利用后的水存在非常多的杂质，会影响冷却水通道中天线贴片的工作，在水池设置排水口，当水质不合格时可及时排出。
所述水池底部设有水质检测系统，所述水质检测系统包括探针，所述探针连接电流表的输入端，所述电流表的输出端连接处理器的输入端；
所述处理器的报警输出端连接信号发射装置，所述信号发射装置通过无线传输连接信号接收装置，所述信号接收装置连接警示装置；
所述处理器的排水输出端连接所述排水阀。
采用上述方案，水质检测系统能随时对水池中的冷却水做质检，并通过电流表显示水中的杂质度，当水中杂质过高时，探针导通并将信号传入处理器中，处理器控制无线装置发出警示信号，控制警示器发出警示声，同时，处理器控制打开电磁阀，将水池中不合格的水及时排出。
本发明的有益效果为：
第一、大幅度提高了天线增益，大幅度提高网络容量；
第二、因为有一堆天线同时发力，由波速成形形成的信号叠加增益将使得每根天线只需以小功率发射信号，从而避免使用昂贵的大动态范围功率放大器，减少了硬件成本；
第三、在大规模天线下，信道变得良好，对抗深度衰弱的过程可以大大简化，因此时延也可以大幅降低；
第四、设置冷却水通道，能对天线贴片进行降温，大大增加了天线的使用寿命；
第五、设置水池循环使用冷却水，在一定程度上节约了成本。
附图说明
图1为本发明的俯视图。
图2为条状凸出部内部结构示意图。
图3为排水管装配关系图。
图4为冷却水循环示意图。
图5为水质检测系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步说明。
如图1所示，一种增强型毫米波接收天线，包括锅盖状的天线本体1，其关键在于：在所述天线本体1的内表面设置有条状凸出部2，所述条状凸出部2为螺旋结构，所述条状凸出部2从所述天线本体1的内表面中心向内表面的外沿延伸。
如图2和图3可以看出，所述条状凸出部2表面设有密集的毫米波天线贴片3，所述相邻两条条状凸出部2之间的沟壑内也设有毫米波天线贴片3，所述天线本体1的外表面设有一圈贴片带，所述天线本体1外表面的贴片带靠近敞口，该贴片带的带宽为外表面宽度的三分之一，该贴片带设置有密集的毫米波天线贴片3，所述天线本体1覆盖有绝缘保护膜，所述绝缘保护膜覆盖住所有毫米波天线贴片3。
如图2所示，所述条状凸出部2的横截面呈梯形结构，所述条状凸出部2内部为中空结构的冷却水通道，该冷却水通道的横截面呈三角形，所述条状凸出部2为玻璃基体，相邻条状凸出部2之间的沟壑内的天线本体1为玻璃基体，所述天线本体1外表面的贴片带也为玻璃基体；在所述玻璃基体的外壁刻蚀有铜箔，所述毫米波天线贴片3布置在铜箔上。
如图3所示，所述冷却水通道的出水口1a位于所述天线本体1的内表面中心处，所述冷却水通道内壁贴有毫米波天线贴片3。所述天线本体1内表面的中心处设置有排水孔1b，所述排水孔1b向下连接有排水管，所述排水管上部的内壁贴有毫米波天线贴片3。
如图4所示，所述冷却水通道出水口1a通过水管接入水池4，所述水池4设有抽水泵5，所述抽水泵5将水池中的冷却水送入冷却水通道的入水口，所述水池4的底部设有排水孔4a，所述排水孔4a上安装有排水阀4b，该排水阀4b为电磁阀。
如图5所示，所述水池4底部设有水质检测系统，所述水质检测系统包括探针6，所述探针6连接电流表7的输入端，所述电流表7的输出端连接处理器8的输入端；所述处理器8的报警输出端连接信号发射装置9，所述信号发射装置9通过无线传输连接信号接收装置10，所述信号接收装置10连接警示装置12；所述处理器8的排水输出端连接排水阀4b。
其工作原理为：将条状凸出部表面密布单元贴片，每个单元贴片都相当于一个反射面，使得本发明提供的毫米波接收天线大大的提高了天线增益；由于大部分毫米波天线贴片都长期受到阳光照射，工作环境温度很高，并且毫米波天线贴片大都处于24小时不间断工作状态，芯片热量较高会降低天线的使用寿命，将条状凸出结构内部设置冷却水通道，能及时对芯片进行降温，提高天线使用寿命；在水池中设置水质检测系统，可避免冷却水中杂质过多影响冷却水通道中的单元贴片接收信号。

Claims (8)

1.一种增强型毫米波接收天线，包括锅盖状的天线本体(1)，其特征在于：在所述天线本体(1)的内表面设置有条状凸出部(2)，所述条状凸出部(2)表面设有密集的毫米波天线贴片(3)，所述相邻两条条状凸出部(2)之间的沟壑内也设有毫米波天线贴片(3)，所述天线本体(1)的外表面设有一圈贴片带，所述天线本体(1)外表面的贴片带靠近天线本体(1)的敞口，该贴片带的带宽为天线本体(1)外表面宽度的三分之一，该贴片带设有密集的毫米波天线贴片(3)，所述天线本体(1)覆盖有绝缘保护膜，所述绝缘保护膜覆盖住所有毫米波天线贴片(3)。
2.根据权利要求1所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述条状凸出部(2)为螺旋结构，所述条状凸出部(2)从所述天线本体(1)的内表面中心向内表面的外沿延伸。
3.根据权利要求2所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述条状凸出部(2)内部为中空结构的冷却水通道，该冷却水通道的横截面呈三角形，所述冷却水通道的出水口(1a)位于所述天线本体(1)的内表面中心处，所述冷却水通道内壁贴有毫米波天线贴片(3)。
4.根据权利要求1所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述天线本体(1)内表面的中心处设置有排水孔(1b)，所述排水孔(1b)向下连接有排水管，所述排水管上部的内壁贴有毫米波天线贴片(3)。
5.根据权利要求1所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述条状凸出部(2)的横截面呈梯形结构，所述条状凸出部(2)为玻璃基体，相邻条状凸出部(2)之间的沟壑内的天线本体(1)为玻璃基体，所述天线本体(1)外表面的贴片带也为玻璃基体。
6.根据权利要求6所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：在所述玻璃基体的外壁刻蚀有铜箔，所述毫米波天线贴片(3)布置在铜箔上。
7.根据权利要求3所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述冷却水通道出水口(1a)通过水管接入水池(4)，所述水池(4)设有抽水泵(5)，所述抽水泵(5)将水池中的冷却水送入冷却水通道的入水口，所述水池(4)的底部设有排水孔(4a)，所述排水孔(4a)上安装有排水阀(4b)，该排水阀(4b)为电磁阀。
8.根据权利要求7所述的一种增强型毫米波接收天线，其特征在于：所述水池(4)底部设有水质检测系统，所述水质检测系统包括探针(6)，所述探针(6)连接电流表(7)的输入端，所述电流表(7)的输出端连接处理器(8)的输入端；
所述处理器(8)的报警输出端连接信号发射装置(9)，所述信号发射装置(9)通过无线传输连接信号接收装置(10)，所述信号接收装置(10)连接警示装置(12)；
所述处理器(8)的排水输出端连接排水阀(4b)。
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