CN109149094B - 偶极子天线阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例公开了一种偶极子天线阵列，包括设置于同一基板上的驱动偶极子与至少两个寄生偶极子；其中，寄生偶极子设置于驱动偶极子的两侧，或者设置于驱动偶极子的同一侧，各个寄生偶极子的长度相同，且驱动偶极子的长度延伸方向与各个寄生偶极子的长度延伸方向平行。相较于现有技术而言，本发明实施例通过在驱动偶极子的两侧或者任意一侧引入等长的寄生偶极子，可以实现陡峭的滤波频率响应，并且具有较宽的阻抗带宽。

Description

偶极子天线阵列
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种偶极子天线阵列。
背景技术
近年来，随着无线通信系统的快速发展，激发了具有多功能特性的新型天线技术。由于在某些情况下，外部信号与带内信号相比可能异常强烈，所以无线通信系统要求天线具有一定的抗干扰能力。
其中，偶极子天线由于其具有结构简单，成本低，效率高的特点而被广泛应用。目前关于利用寄生元件来提高偶极子天线的性能，诸如增加增益或扩大阻抗带宽，有许多研究工作，然而这类偶极子天线不可避免地改变了天线的远场辐射特性，难以实现陡峭的滤波频率响应，因此存在阻抗带宽较窄的技术问题。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提供一种偶极子天线阵列，可以解决现有技术中的偶极子天线难以实现陡峭的滤波频率响应，存在阻抗带宽较窄的技术问题。
为实现上述目的，本发明实施例提供一种偶极子天线阵列，该偶极子天线阵列包括驱动偶极子与至少两个寄生偶极子，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子设置于同一基板；
所述寄生偶极子设置于所述驱动偶极子的两侧，或者设置于所述驱动偶极子的同一侧；
各个所述寄生偶极子的长度相同，且所述驱动偶极子的长度延伸方向与各个所述寄生偶极子的长度延伸方向平行。
可选的，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子均采用阶梯阻抗线或均匀阻抗线。
可选的，所述驱动偶极子的长度与各个所述寄生偶极子的长度相同。
可选的，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子并列印刷于所述基板上。
可选的，所述驱动偶极子的两端与各个所述寄生偶极子的两端相互对齐。
可选的，所述驱动偶极子的两端与各个所述寄生偶极子的两端错开，且错开距离小于预设的错开阈值。
本发明实施例所提供的偶极子天线阵列，包括设置于同一基板上的驱动偶极子与至少两个寄生偶极子；其中，寄生偶极子设置于驱动偶极子的两侧，或者设置于驱动偶极子的同一侧，各个寄生偶极子的长度相同，且驱动偶极子的长度延伸方向与各个寄生偶极子的长度延伸方向平行。相较于现有技术而言，本发明实施例通过在驱动偶极子的两侧或者任意一侧引入等长的寄生偶极子，可以实现陡峭的滤波频率响应，并且具有较宽的阻抗带宽。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中偶极子天线阵列的结构示意图；
图2a与图2b为本发明实施例中偶极子天线阵列的细化结构示意图；
图3为本发明实施例中图2b中所示偶极子天线阵列的侧视图；
图4a与图4b为本发明实施例中偶极子天线阵列的另一细化结构示意图；
图5为本发明实施例中偶极子天线阵列模拟和测量的反射系数示意图；
图6为本发明实施例中偶极子天线阵列测量的辐射效率和实现的峰值增益示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，图1为本发明实施例中偶极子天线阵列的结构示意图，本发明实施例中，所述偶极子天线阵列100包括驱动偶极子110与至少两个寄生偶极子120，驱动偶极子110与寄生偶极子120设置于同一基板130上。其中，驱动偶极子110与寄生偶极子120并列印刷于基板130上，基板130的相对介电常数可以为2.65。
为了更好的理解本发明，在本发明实施例中，以上述偶极子天线阵列包括两个寄生偶极子为例进行说明。
具体的，参照图2a与图2b，图2a与图2b为本发明实施例中偶极子天线阵列的细化结构示意图，寄生偶极子120包括第一寄生偶极子121与第二寄生偶极子122，第一寄生偶极子121设置于驱动偶极子110的第一侧，第二寄生偶极子122设置于驱动偶极子110的第二侧，具体如图2a所示；或者，第一寄生偶极子121与第二寄生偶极子122均设置于驱动偶极子110的同一侧，具体如图2b所示。
其中，第一寄生偶极子121与第二寄生偶极子122的长度相同，且驱动偶极子110的长度延伸方向与第一寄生偶极子121及第二寄生偶极子122的长度延伸方向平行。另外，驱动偶极子110、第一寄生偶极子121及第二寄生偶极子122均采用阶梯阻抗线或均匀阻抗线。
其中，驱动偶极子110的长度可以与第一寄生偶极子121及第二寄生偶极子122的长度相同。
另外，参照图3，图3为本发明实施例中图2b中所示偶极子天线阵列的侧视图。上述偶极子天线阵列与信号反射地面之间的距离h小于上述偶极子天线阵列的四分之一波长。
具体的，本发明实施例中，上述偶极子天线阵列基于阶梯阻抗谐振器，优选的中心频率处于1.88GHz。
由于驱动偶极子110在其轴的周围会均匀辐射功率，因此第一寄生偶极子121及第二寄生偶极子122均会受到较强辐射耦合的激励，从而使电磁能量可以从驱动偶极子110耦合到第一寄生偶极子121及第二寄生偶极子122中，然后再辐射到空气中。由于寄生元件会影响天线的输入阻抗，故可以用于获得较宽甚至超宽的带宽。
进一步地，驱动偶极子110的两端与各个寄生偶极子120的两端相互对齐，具体可参照图2a与图2b；或者，驱动偶极子110的两端与各个寄生偶极子120的两端错开，且错开距离L小于预设的错开阈值，具体可参照图4a或图4b，图4a与图4b为本发明实施例中偶极子天线阵列的另一细化结构示意图。
为了更好的理解本发明，参照图5，图5为本发明实施例中偶极子天线阵列模拟和测量的反射系数示意图。图5中，除了由于同轴馈电电缆的影响引起的小差异之外，在模拟和测量结果之间实现了良好的一致性，在低频带和高频带边缘之间实现不同的裙摆选择性。可以看出，测量的带宽范围从1.79至1.97GHz。应该指出的是，在1.88GHz时上述偶极子天线阵列与信号反射地面之间的距离远小于上述偶极子天线阵列的四分之一波长，故上述偶极子天线阵列比具有相同高度的单偶极子高3倍以上的阻抗带宽。
另外，参照图6，图6为本发明实施例中偶极子天线阵列测量的辐射效率和实现的峰值增益示意图。图6中，上述偶极子天线阵列具有75％的平坦辐射效率响应和通带中7.0dBi的平坦增益响应。在较低阻带的测量效率低于1.69GHz以下的有8.5％，在1.64GHz时达到最小值的有4.46％。测量结果进一步表明，上述偶极子天线阵列不仅在工作频带中保持高辐射特性，而且还可以有效地抑制带外区域中的信号泄漏。
同时，实现的峰值增益分别在1.64GHz处达到最小值-9.5dBi，在下部阻带1.76GHz处达到-3.12dBi。在上部频带边缘衰减因子为231dB/GHz(衰减在1.8GHz和1.76GHz时分别为6.12dBi和3.12dBi)，而较低的频段仅为14.68dB/GHz(衰减在1.98GHz和2.2GHz时为6.57dBi和3.34dBi GHz)。因此，上述偶极子天线阵列在通带中具有平坦响应，在阻带中具有两个骤降的峰值增益，实现了准椭圆频率响应。此外，上述偶极子天线阵列还具有结构简单，外形小巧，体积小的特点，非常适合于FDD通信系统的应用。
可以理解的是，上述偶极子天线阵列还可以包括N(N为大于2的偶数)个寄生偶极子，具体可参考上述实施例，在此不再赘述。
本发明实施例提供一种偶极子天线阵列，包括并列设置于同一基板上的驱动偶极子与寄生偶极子；其中，上述寄生偶极子包括第一寄生偶极子与第二寄生偶极子，第一寄生偶极子与第二寄生偶极子分别设置于驱动偶极子的两侧，或者第一寄生偶极子与第二寄生偶极子均设置于驱动偶极子的同一侧；上述第一寄生偶极子与第二寄生偶极子的长度相同，且驱动偶极子的长度延伸方向与第一寄生偶极子及第二寄生偶极子的长度延伸方向平行。相较于现有技术而言，本发明实施例通过在驱动偶极子的两侧或者任意一侧引入等长的寄生偶极子，可以实现陡峭的滤波频率响应，并具有较宽的阻抗带宽。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
以上为对本发明所提供的一种偶极子天线阵列的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种偶极子天线阵列，其特征在于，所述偶极子天线阵列包括驱动偶极子与至少两个寄生偶极子，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子设置于同一基板；
所述寄生偶极子设置于所述驱动偶极子的两侧，或者设置于所述驱动偶极子的同一侧，各个所述寄生偶极子与所述驱动偶极子并排设置；
各个所述寄生偶极子的长度相同，且所述驱动偶极子的长度延伸方向与各个所述寄生偶极子的长度延伸方向平行；
所述偶极子天线阵列基于阶梯阻抗谐振器，所述阶梯阻抗谐振器为两头粗中间细的U型结构，其中心频率处于1.88GHz，且所述偶极子天线阵列与信号反射地面之间的距离h小于所述偶极子天线阵列的四分之一波长。
2.如权利要求1所述的偶极子天线阵列，其特征在于，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子均采用阶梯阻抗线。
3.如权利要求1所述的偶极子天线阵列，其特征在于，所述驱动偶极子的长度与各个所述寄生偶极子的长度相同。
4.如权利要求1至3任意一项所述的偶极子天线阵列，其特征在于，所述驱动偶极子与各个所述寄生偶极子并列印刷于所述基板上。
5.如权利要求4所述的偶极子天线阵列，其特征在于，所述驱动偶极子的两端与各个所述寄生偶极子的两端相互对齐。
6.如权利要求4所述的偶极子天线阵列，其特征在于，所述驱动偶极子的两端与各个所述寄生偶极子的两端错开，且错开距离小于预设的错开阈值。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020037662A1 (zh) * 2018-08-24 2020-02-27 深圳大学 偶极子天线阵列
CN111769355B (zh) * 2020-07-22 2022-06-10 天津大学 一种应用于5g移动通信的三频基站天线
FR3131106B1 (fr) * 2021-12-21 2024-05-10 Commissariat Energie Atomique Antenne radiofréquence planaire à polarisation circulaire

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7733286B2 (en) * 2008-05-26 2010-06-08 Southern Taiwan University Wideband printed dipole antenna for wireless applications
CN202205889U (zh) * 2011-09-06 2012-04-25 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种应用于非金属表面的微波频段rfid标签天线
CN107221741A (zh) * 2017-06-21 2017-09-29 华南理工大学 一种宽带可调的八木天线

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4812855A (en) * 1985-09-30 1989-03-14 The Boeing Company Dipole antenna with parasitic elements
KR100322119B1 (ko) * 1998-07-31 2002-05-09 윤종용 선형편파를위한광대역평면다이폴안테나
CN201188448Y (zh) * 2008-02-18 2009-01-28 庆陞工业股份有限公司 对称阵列偶极超宽频天线结构
KR101044520B1 (ko) * 2008-11-21 2011-06-27 엘에스산전 주식회사 역전류를 이용하여 자계를 형성하는 역전류 안테나
CN101997171A (zh) * 2010-11-24 2011-03-30 东南大学 基片集成波导馈电的双偶极子天线及阵列
CN102437416A (zh) * 2011-08-25 2012-05-02 电子科技大学 一种带有寄生单元的宽带低交叉极化印刷偶极子天线
CN103346392B (zh) * 2013-06-08 2015-07-22 哈尔滨工程大学 一种方向图可重构手机天线
KR102208966B1 (ko) * 2014-10-23 2021-01-28 삼성전자주식회사 근거리 통신용 칩 안테나 및 그 제조방법
CN206098700U (zh) * 2016-10-31 2017-04-12 厦门大学嘉庚学院 十字形阵列结构的偶极子天线

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7733286B2 (en) * 2008-05-26 2010-06-08 Southern Taiwan University Wideband printed dipole antenna for wireless applications
CN202205889U (zh) * 2011-09-06 2012-04-25 惠州硕贝德无线科技股份有限公司 一种应用于非金属表面的微波频段rfid标签天线
CN107221741A (zh) * 2017-06-21 2017-09-29 华南理工大学 一种宽带可调的八木天线

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A Compact Wideband Filtering Quasi-Yagi Antenna;Hang Yin;《 2017 Sixth Asia-Pacific Conference on Antennas and Propagation (APCAP)》;20180726;全文 *

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