CN109216946A - 一种线极化多波束天线 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种线极化多波束天线，包括子阵板（1）和馈电网络板（2）共两块印制板，子阵板（1）含四个二元子阵，馈电网络板（2）含两个混合环，子阵与混合环之间利用探针连接，四个子阵和两个混合环及相应微带线合成了和波束，上子阵（3）、下子阵（5）、左混合环（7）及相应微带线合成了垂直面差波束，右子阵（4）、左子阵（6）和右混合环（8）及相应微带线合成了水平差波束，三个波束联合作用实现了宽角度范围的空间覆盖，其中和波束实现中心区域覆盖，两个差波束实现较为均匀的外围覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及一种多波束天线技术，尤其涉及一种和差波束天线。
背景技术
高增益定向天线由于波束窄的固有特性，在应用上受到一定限制。一方面，窄波束使得无线网络的覆盖范围较小，覆盖较大范围就需要多面天线而使得系统复杂。另一方面窄波束使得天线更加不易对准预定区域，特别是定向天线位于运动平台上时；虽然采用伺服跟踪系统可以解决这一问题，但是伺服系统的体积大、造价贵、跟踪控制复杂。
单脉冲天线是利用四个子阵的和差关系形成和、差波束进行跟踪，通信上也可以利用和差波束覆盖不同空间来增大覆盖区域。但是，单脉冲天线的和差波束、特别是差波束间的覆盖区域存在较大的盲区，因此，必须对和差波束进行适应性改造，才能更好地实现大范围的均匀覆盖。
发明内容
本发明提出了一种线极化多波束天线，包括子阵板（1）和馈电网络板（2）共两块印制板，子阵板（1）含四个二元子阵，馈电网络板（2）含两个混合环，子阵与混合环之间利用探针连接，四个子阵和两个混合环及相应微带线合成了和波束，上子阵（3）、下子阵（5）、左混合环（7）及相应微带线合成了垂直面差波束，右子阵（4）、左子阵（6）和右混合环（8）及相应微带线合成了水平差波束。
本发明的有益技术效果是：
1.子阵与馈电网络分层设计，采用探针连接，有效地减小了天线的面积；
2.子阵内合理的阵元间距，展宽了差波束的波束宽度，使得两个差波束的交叉处增益更大，差波束覆盖区域更加均匀；
3.三个波束联合作用实现了宽角度范围的空间覆盖。
附图说明
图1、本发明的结构示意图；
图2、三波束联合覆盖区域示意图；
图3、垂直差波束方向图；
图4、水平差波束方向图；
图5、三波束联合覆盖方向图（=0°）；
图6、三波束联合覆盖方向图（=45°）；
图7、三波束联合覆盖方向图（=90°）；
图8、三波束联合覆盖方向图（=135°）。
图中1.子阵板,2.馈电网络板,3.上子阵，4.右子阵，5.下子阵，6.左子阵，7. 左混合环，8，右混合环。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。
如图1所示，本发明提出的一种线极化多波束天线，包括子阵板（1）和馈电网络板（2）共两块印制板，子阵板（1）含四个二元子阵，馈电网络板（2）含两个混合环。
子阵板与馈电网络板呈叠层结构，二者间为公共的印制板接地层，子阵与混合环之间分别利用探针连接：上子阵的端口B-1与左混合环的端口A-1、右子阵的端口B-2与右混合环的端口A-2、下子阵的端口B-3与左混合环的端口A-3、左子阵的端口B-4与右混合环的端口A-4分别相连。
由天线原理可知，阵元馈电相位相反（相差180°）即可形成差波束。上子阵与下子阵馈电位置不同、且对称，馈电相位自呈180°相差，因此，上下子阵与左混合环连接后，左混合环的和端口X-1成为了垂直差波束的输入输出端口。左子阵与右子阵馈电位置相同，馈电相位相同，因此，左、右子阵与右混合环连接后，右混合环的差端口X-2成为了水平差波束的输入输出端口。左混合环的差端口（形成垂直和波束）与右混合环的和端口（形成水平和波束）利用二路功分器同相汇接到端口X-3，形成整个天线的和波束。
一个具体实施例:子阵内的阵元间距为0.5λ，上子阵与下子阵的间距为λ，左子阵与右子阵的间距为1.25λ，圆阵直径为2λ。
如图2所示，中心实线小圈表示和波束覆盖区域，纵向两个长虚线小圈表示垂直差波束覆盖区域，横向两个短虚线小圈表示水平差波束覆盖区域，实线大圈表示和波束、垂直差波束、水平差波束这三个波束联合覆盖的宽角度区域。
如图3所示，实线是垂直差波束在=90°方向上的方向图，最大增益11.9dBi，偏角
为±23°，3dB波束宽度为26°；虚线是垂直差波束在=45°和=135°方向上的方向图，二者
基本相同，最大增益9.5dBi。
如图4所示，实线是水平差波束在=0°方向上的方向图，最大增益12.5dBi，偏角为
±21°，3dB波束宽度为23°；虚线是水平差波束在=45°和=135°方向上的方向图，二者基
本相同，最大增益10.4dBi。
如图5所示，和、差波束在=0°方向上的联合覆盖方向图中，偏离中心±35°范围
内，最大增益15.5dBi，最小增益8.7dBi。实线为和波束方向图，最大增益15.5dBi，3dB波束
宽度为30°，5dB波束宽度为38°，虚线为水平差波束。
如图6所示，和、差波束在=45°方向上的联合覆盖方向图中，偏离中心±35°范围
内，最大增益15.5dBi，最小增益8.6dBi；粗实线为和波束方向图，细实线为垂直差波束，虚
线为水平差波束。
如图7所示，和、差波束在=90°方向上的联合覆盖方向图中，偏离中心±35°范围
内，最大增益15.5dBi，最小增益10.1dBi；实线为和波束方向图，虚线为垂直差波束。
如图8所示，和、差波束在=135°方向上的联合覆盖方向图中，偏离中心±35°范围
内，最大增益15.5dBi，最小增益8.6dBi；粗实线为和波束方向图，细实线为垂直差波束，虚
线为水平差波束。
Claims (2)
1.一种线极化多波束天线，其特征是，包括子阵板（1）和馈电网络板（2）共两块印制板，子阵板（1）含四个二元子阵，馈电网络板（2）含两个混合环，子阵与混合环之间利用探针连接，四个子阵和两个混合环及相应微带线合成了和波束，上子阵（3）、下子阵（5）、左混合环（7）及相应微带线合成了垂直面差波束，右子阵（4）、左子阵（6）和右混合环（8）及相应微带线合成了水平差波束。
2.根据权利要求1所述的天线，其特征是，所述子阵板（1）与馈电网络板（2）呈叠层结构，二者之间为公共的印制板接地层，子阵板（1）上的子阵与馈电网络板（2）上的混合环之间分别利用探针连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811084650.3A CN109216946A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种线极化多波束天线 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811084650.3A CN109216946A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种线极化多波束天线 |
Publications (1)
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| CN109216946A true CN109216946A (zh) | 2019-01-15 |
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| CN201811084650.3A Pending CN109216946A (zh) | 2018-09-18 | 2018-09-18 | 一种线极化多波束天线 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109216946A (zh) |
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2018
- 2018-09-18 CN CN201811084650.3A patent/CN109216946A/zh active Pending
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Legal Events
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