CN109346826A - 多极化半波振子天线 - Google Patents

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花鹏成
王月娟
张立东
曹捷
宋诚
韩如冰
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    • H01Q15/24—Polarising devices; Polarisation filters 

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Abstract

本发明涉及一种多极化半波振子天线，包含：介质基板；同轴馈电端口，设置在介质基板上；微带传输线，包含分别设置在介质基板正反两侧面上的第一微带线和第二微带线，且该第一微带线和第二微带线均与同轴馈电端口连接；多个微带半波振子贴片，包含多个纵向贴片及多个横向贴片，分别纵向及横向设置在介质基板的正反两侧面上；半波振子辐射柱，包含分别垂直于介质基板设置的第一辐射柱和第二辐射柱。本发明结构紧凑，能够实现全向辐射以及三个方向上的线极化，并且线极化性能优异。

Description

多极化半波振子天线
技术领域
本发明涉及天线领域，具体是指一种多极化半波振子天线。
背景技术
在现代移动通信领域中，随着通信业的发展，移动通信体上装载的通信设备也越来越多。因此，尽量减少通信设备所占的空间，提高通信设备的性能，便成为人们所追求的目标。而微带天线由于其具有成本低、质量轻、便于安装等优点，在现代移动通信领域中具有良好的应用前景。
多极化微带天线由于具有频率复用、收发一体化、极化分集、极化捷变、强抗干扰和高灵敏度等优点而被广泛应用。在此基础上，目前亟需提出一种能够实现多维度的线极化辐射的半波振子天线。
因此，本发明提出一种新型的多极化半波振子天线的结构设计，不仅能够实现二维线极化，同时还能增加实现第三个维度的线极化，并且获得较宽的工作频带，从而解决现有技术中存在的限制。
发明内容
本发明的目的是提供一种多极化半波振子天线，结构紧凑，能够实现全向辐射以及三个方向上的线极化，并且线极化性能优异。
为实现上述目的，本发明提供一种多极化半波振子天线，包含：介质基板；同轴馈电端口，设置在介质基板上；微带传输线，包含分别设置在介质基板正反两侧面上的第一微带线和第二微带线，且该第一微带线和第二微带线均与同轴馈电端口连接；多个微带半波振子贴片，包含多个纵向贴片及多个横向贴片，分别纵向及横向设置在介质基板的正反两侧面上；半波振子辐射柱，包含分别垂直于介质基板设置的第一辐射柱和第二辐射柱。
所述的微带半波振子贴片均采用矩形贴片。
设置在介质基板同一侧面上的多个纵向贴片之间均未有连接，通过耦合形成馈电。
多个所述的横向贴片中，分别设置在介质基板的正反两侧面上对应的两个横向贴片构成至少一个横向的微带半波振子，且该两个横向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
多个所述的纵向贴片中，分别设置在介质基板的正反两侧面上对应的两个纵向贴片构成至少一个纵向的微带半波振子，且该两个纵向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
所述的第一辐射柱和第二辐射柱分别设置在介质基板的正反两侧面上，且均与介质基板垂直设置。
所述的第一辐射柱和第二辐射柱构成垂直于介质基板的微带半波振子，且分别作为该微带半波振子的两臂，该第一辐射柱和第二辐射柱的长度相同，且长度总和等于工作波长的一半。
所述的第一辐射柱和第二辐射柱均为由金属材料制成的圆柱。
综上所述，本发明所提供的多极化半波振子天线，结构紧凑，能够实现全向辐射以及三个方向上的线极化，并且线极化性能优异。
附图说明
图1为本发明中的多极化半波振子天线的俯视示意图；
图2为本发明中的多极化半波振子天线的仰视示意图；
图3为本发明中的多极化半波振子天线的侧视示意图。
具体实施方式
以下结合图1～图3，通过优选实施例对本发明的技术内容、构造特征、所达成目的及功效予以详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1～图3所示，为本发明所提供的多极化半波振子天线，包含：介质基板10；同轴馈电端口33，设置在介质基板10上；微带传输线，包含分别设置在介质基板10正反两侧面上的第一微带线11和第二微带线12，且该第一微带线11和第二微带线12均与同轴馈电端口33连接；多个微带半波振子贴片，包含多个纵向贴片及多个横向贴片，分别纵向及横向设置在介质基板10的正反两侧面上；半波振子辐射柱，包含分别垂直于介质基板10设置的第一辐射柱31和第二辐射柱32。
所述的微带半波振子贴片均采用矩形贴片。
设置在介质基板10同一侧面上的多个纵向贴片为对称设置，之间均未有连接，通过耦合形成馈电。
多个所述的横向贴片中，分别设置在介质基板10的正反两侧面上对应的两个横向贴片构成至少一个横向的微带半波振子，且该两个横向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
多个所述的纵向贴片中，分别设置在介质基板10的正反两侧面上对应的两个纵向贴片构成至少一个纵向的微带半波振子，且该两个纵向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
所述的第一辐射柱31和第二辐射柱32，分别设置在介质基板10的正反两侧面上，且均与介质基板10垂直设置。
所述的第一辐射柱31和第二辐射柱32构成垂直于介质基板10的微带半波振子，且分别作为该微带半波振子的两臂，该第一辐射柱31和第二辐射柱32的长度相同，且长度总和等于工作波长的一半。
所述的第一辐射柱31和第二辐射柱32均为由金属材料制成的圆柱。
在本发明的一个优选实施例中，所述的同轴馈电端口33的接头可采用SMA接头、N型同轴接头或波导口接头等，其特性阻抗可以根据设计需要为50Ω或100Ω。
如图1所示，在本发明的一个优选实施例中，多个所述的微带半波振子贴片包含设置在介质基板10正面上的：两个第一纵向贴片12，与第一微带线11连接；两个第二纵向贴片13，分别与各个第一纵向贴片12之间通过耦合形成馈电，未有连接；第一横向贴片14，与两个第一纵向贴片12连接，且与各个纵向贴片之间相互垂直设置，并与第一纵向贴片12有连接。
如图2所示，在本发明的一个优选实施例中，多个所述的微带半波振子贴片包含设置在介质基板10反面上的：两个第三纵向贴片25，与第二微带线21连接；两个第四纵向贴片22，分别与各个第三纵向贴片25之间通过耦合形成馈电，未有连接；第二横向贴片23，与两个第三纵向贴片25连接，与各个纵向贴片之间相互垂直设置；第三横向贴片24，与第二微带线21连接，用于调节阻抗匹配。
其中，第二横向贴片23和第一横向贴片14构成一个横向半波振子，第一纵向贴片12和第三纵向贴片25构成一个纵向半波振子，第二纵向贴片13和第四纵向贴片22构成另一个纵向半波振子，第一辐射柱31和第二辐射柱32构成一个垂直于介质基板10的半波振子，由此使得横向半波振子、纵向半波振子以及垂直介质基板的半波振子在三维空间中两两相互垂直，进而使得多极化半波振子天线在三维空间中实现三个相互垂直方向的极化。由于半波振子是全向辐射的结构，因此本发明中采用三个互相垂直的半波振子来实现三个互相垂直方向的线极化以及全向辐射。
综上所述，本发明所提供的多极化半波振子天线，结构紧凑，能够实现全向辐射以及三个方向上的线极化，并且线极化性能优异。本发明天线工作于S波段，相对带宽为7.5%，天线的驻波比均符合工作要求，测试结果与仿真结果较吻合。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (8)

1.一种多极化半波振子天线，其特征在于，包含：
介质基板；
同轴馈电端口，设置在介质基板上；
微带传输线，包含分别设置在介质基板正反两侧面上的第一微带线和第二微带线，且该第一微带线和第二微带线均与同轴馈电端口连接；
多个微带半波振子贴片，包含多个纵向贴片及多个横向贴片，分别纵向及横向设置在介质基板的正反两侧面上；
半波振子辐射柱，包含分别垂直于介质基板设置的第一辐射柱和第二辐射柱。
2.如权利要求1所述的多极化半波振子天线，其特征在于，所述的微带半波振子贴片均采用矩形贴片。
3.如权利要求1所述的多极化半波振子天线，其特征在于，设置在介质基板同一侧面上的多个纵向贴片之间均未有连接，通过耦合形成馈电。
4.如权利要求1所述的多极化半波振子天线，其特征在于，多个所述的横向贴片中，分别设置在介质基板的正反两侧面上对应的两个横向贴片构成至少一个横向的微带半波振子，且该两个横向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
5.如权利要求1所述的多极化半波振子天线，其特征在于，多个所述的纵向贴片中，分别设置在介质基板的正反两侧面上对应的两个纵向贴片构成至少一个纵向的微带半波振子，且该两个纵向贴片作为微带半波振子的两臂，长度相同，长度总和等于工作波长的一半。
6.如权利要求1所述的多极化半波振子天线，其特征在于，所述的第一辐射柱和第二辐射柱分别设置在介质基板的正反两侧面上，且均与介质基板垂直设置。
7.如权利要求6所述的多极化半波振子天线，其特征在于，所述的第一辐射柱和第二辐射柱构成垂直于介质基板的微带半波振子，且分别作为该微带半波振子的两臂，该第一辐射柱和第二辐射柱的长度相同，且长度总和等于工作波长的一半。
8.如权利要求6所述的多极化半波振子天线，其特征在于，所述的第一辐射柱和第二辐射柱均为由金属材料制成的圆柱。
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