CN110729556A - 双极化八木天线 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种双极化八木天线，在天线轴向杆上依次设置反射器、有源振子和引向器，反射器由长金属件构成，有源振子由L型金属件构成并连接至反射器，引向器由若干长金属件构成，同时将两个单极化单元天线结构正交组合成双极化天线，有效提高了天线增益系数，同时双极化还可以减少信号传输的极化损失，准确接收信号。

Description

双极化八木天线

技术领域

本发明涉及天线设备与技术领域，特别是涉及一种双极化八木天线。

背景技术

自上世纪二十年代发明以来，八木天线以其强方向性和易制造性在雷达、测向、通信等领域被广泛应用，但带宽较窄、增益较低、单极化的劣势严重限制了八木天线的发展和应用。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种双极化八木天线。

一种双极化八木天线，包括天线轴向杆、双极化反射器、双极化有源振子和双极化引向器，其中：

所述双极化反射器、所述双极化有源振子和所述双极化引向器依次设置在所述天线轴向杆上；所述双极化反射器设置于所述天线轴向杆的第一端，所述双极化引向器设置在所述天线轴向杆的第二端；

所述双极化引向器包括正交设置的第一引向器和第二引向器，所述第一引向器和第二引向器包括若干根设置在所述天线轴向杆上的金属件，各所述金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，每一金属件的长度比与其相邻并靠近所述双极化有源振子的金属件短，且所述第一引向器和所述第二引向器正交组成所述双极化引向器时，每两根具有相同长度的金属件都保持正交并处于同一平面内；

所述双极化反射器包括正交设置的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器分别包括一根设置在所述天线轴向杆两侧的金属件，所述双极化反射器的金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，且所述第一反射器与所述第一引向器处于同一平面内，所述第二反射器与所述第二引向器处于同一平面内，所述双极化反射器的金属件长度长于所述双极化引向器任意一根金属件的长度；

所述双极化有源振子包括正交设置的两个单极化有源振子即第一有源振子和第二有源振子，所述第一有源振子和所述第二有源振子分别由两根对称设置在所述天线轴向杆两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂，贴合在所述天线轴向杆上，且连接臂的端口与所述双极化反射器连接，另一臂为功能臂，所述功能臂的长度长于所述引向器的长度，短于所述反射器的长度；同时所述第一有源振子与所述第一反射器处于同一平面内，所述第二有源振子与所述第二反射器处于同一平面内。

在其中一个实施例中，还包括反射板，设置于所述双极化反射器远离所述第二端的一侧。

在其中一个实施例中，所述反射板与所述双极化反射器连接。

在其中一个实施例中，所述天线还包括天线罩，所述天线罩为一端开口、另一端封闭的空腔结构，且开口端固定于所述反射板上。

在其中一个实施例中，所述双极化有源振子还包括设置在所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构，各所述馈电结构包括：

金属凸块，设置于一所述功能臂上，用于接受馈电；

同轴线，一端端口与所述金属凸块连接，用于将电流传输至所在的单极化有源振子以驱动天线工作；

支撑件，包覆于所述同轴线外，用于将所述同轴线与外界环境隔离；

金属外壳，设置于所述支撑件外，同时金属外壳的一部分嵌入未设置所述金属凸块的功能臂内。

在其中一个实施例中，所述支撑件的材料包括聚四氟乙烯。

在其中一个实施例中，所述天线的输入阻抗为50欧姆。

在其中一个实施例中，所述天线轴向杆的形状包括方杆型或圆杆型。

在其中一个实施例中，所述L型金属件的功能臂和连接臂之间的夹角为90°。

在其中一个实施例中，采用50欧姆同轴线进行馈电。

上述双极化八木天线，通过设计新型反射器与有源振子，并采用双极化结构，可以有效提高天线增益系数，同时双极化还可以减少信号传输的极化损失，准确接收信号。

附图说明

图1为一实施例中双极化八木天线结构示意图；

图2为一实施例中双极化八木天线正视图；

图3为一实施例中有源振子结构示意图；

图4为一实施例中双极化八木天线侧视图；

图5为一实施例中馈电结构一个方向的结构示意图；

图6为一实施例中馈电结构另一个方向的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的较佳实施方式。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本申请。

参见图1和图2，本公开的双极化八木天线100包括天线轴向杆(图中未示出)、双极化引向器110、双极化有源振子120和双极化反射器130，其中天线轴向杆为金属制支撑杆，形状可以是圆杆形、方杆形、轨道形等，用于搭载天线各组成部件。

双极化引向器110、双极化有源振子120和双极化反射器130相对独立，依次设置在天线轴向杆上，为方便描述，不妨将天线轴向杆的两端分别称作A端和B端，双极化引向器110设置于A端，双极化反射器130设置于B端。

双极化引向器110包括正交设置的第一引向器和第二引向器，第一引向器和第二引向器相同，由若干根设置在天线轴向杆上的金属件组成，这里的金属件可以是金属棒或金属长条，金属件与天线轴向杆垂直，且垂足与金属件的中点重合，以使金属件两端对称地设置于天线轴向杆上。同时若干根金属件之间的长度关系是：金属件的长度都不同，每一金属件的长度比与其相邻的并靠近双极化有源振子的金属件短，即沿着B端至A端的方向，金属件的长度依次变短；或者还可以是沿着B端至A端的方向，金属件分为若干组，每一组内的若干根金属件的长度都相同，但每一组金属件的长度都比与之相邻的靠近B端的那一组金属件长度短。同时，当第一引向器和第二引向器正交组合成双极化引向器时，具有相同长度的金属件之间也保持正交并处于同一平面内，即具有相同长度的金属件组成如图所示的十字形并设置于天线轴向杆上。

双极化反射器130包括正交设置的第一反射器和第二反射器，第一反射器与第二反射器相同，分别由一根设置在天线轴向杆上的金属件组成，金属件与天线轴向杆垂直，且垂足与金属件的中点重合，以使金属件两端对称地设置于天线轴向杆上，第一反射器和第二反射器处于同一平面内。双极化反射器130的金属件的长度长于双极化引向器110任一金属件的长度。

如图3所示，双极化有源振子120包括正交设置的两个相同的单极化有源振子，即第一有源振子和第二有源振子，分别由两根对称设置在天线轴向杆两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂121，贴合在天线轴向杆上，且连接臂121上的端口122与双极化反射器130的相应金属件连接，即第一有源振子的一根L型金属件与第一反射器的一侧金属件连接，第一有源振子的另一根L型金属件与第一反射器的另一侧金属件连接，第二有源振子亦然，此不赘述，连接臂121的长度可根据实际需求如天线收发的信号波长等进行调整。L型金属件的另一臂为功能臂123，有源振子的设置于天线轴向杆两侧的两个功能臂的长度之和大于双极化引向器101任意一根金属件的长度，小于双极化反射器130的金属件的长度。L型金属件的连接臂121和功能臂123之间的角度可根据实际信号收发需求进行调整，在一个实施例中，L型金属件的连接臂121和功能臂123之间的角度为90°。

参见图4，双极化引向器110、双极化有源振子120和双极化反射器130之间的关系还包括：第一有源振子与第一反射器、第一引向器处于同一平面内，第二有源振子与第二反射器、第二引向器处于同一平面内，整个天线从A端向B端的视图大致呈一个十字形。

在一个实施例中，双极化八木天线还包括反射板，可以是具有矩形、圆形、正多边形等形状的金属平板，设置于天线轴向杆的双极化反射器端即B端，且设置方向是远离双极化反射器130、更靠近B端的一侧，用于加强反射，提高天线的前后比。进一步的，在一个实施例中，反射板与双极化反射器130连接，即双极化反射器130设置在反射板上。

在一个实施例中，双极化八木天线还包括天线罩，天线罩为一端设置开口、另一端封闭的空腔结构，开口端固定于反射板上，双极化八木天线置于天线罩空腔结构内，保护天线各组件。

参见图5和图6，在一个实施例中，双极化有源振子130的第一有源振子和第二有源振子上都设置有一个馈电结构200，包括：

金属凸块201，作为馈电点，设置于单极化有源振子的其中一个功能臂123a上，用于接受馈电；

同轴线202，一端的端口与金属凸块201连接，用于将电流传输至有源振子上以驱动天线工作；

支撑件203，包覆于同轴线202外，用于将同轴线202与外界环境隔离，同时在一个实施例中，支撑件的材料为聚四氟乙烯，进一步起到绝缘作用；

金属外壳204，设置于支撑件203外，同时金属外壳204的一部分嵌入未设置金属凸块201的另一功能臂123b内，用于将金属外壳接地，使同轴线202与金属外壳204形成电位差。

在一个实施例中，双极化八木天线的输入阻抗为50欧姆，可以直接采用50欧姆同轴线进行馈电，而无需额外连接阻抗变换器。进一步的，在一个实施例中，采用50欧姆同轴线对双极化八木天线进行馈电。

在一个实施例中，双极化八木天线能够实现9dB的增益。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双极化八木天线，其特征在于，包括天线轴向杆、双极化反射器、双极化有源振子和双极化引向器，其中：

所述双极化反射器、所述双极化有源振子和所述双极化引向器依次设置在所述天线轴向杆上；所述双极化反射器设置于所述天线轴向杆的第一端，所述双极化引向器设置在所述天线轴向杆的第二端；

所述双极化引向器包括正交设置的第一引向器和第二引向器，所述第一引向器和第二引向器包括若干根设置在所述天线轴向杆上的金属件，各所述金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，每一金属件的长度比与其相邻并靠近所述双极化有源振子的金属件短，且所述第一引向器和所述第二引向器正交组成所述双极化引向器时，每两根具有相同长度的金属件都保持正交并处于同一平面内；

所述双极化反射器包括正交设置的第一反射器和第二反射器，所述第一反射器和所述第二反射器分别包括一根设置在所述天线轴向杆两侧的金属件，所述双极化反射器的金属件与所述天线轴向杆垂直，垂足与金属件中点重合，且所述第一反射器与所述第一引向器处于同一平面内，所述第二反射器与所述第二引向器处于同一平面内，所述双极化反射器的金属件长度长于所述双极化引向器任意一根金属件的长度；

所述双极化有源振子包括正交设置的两个单极化有源振子即第一有源振子和第二有源振子，所述第一有源振子和所述第二有源振子分别由两根对称设置在所述天线轴向杆两侧的L型金属件组成，L型金属件的其中一臂为连接臂，贴合在所述天线轴向杆上，且连接臂的端口与所述双极化反射器连接，另一臂为功能臂，所述功能臂的长度长于所述引向器的长度，短于所述反射器的长度；同时所述第一有源振子与所述第一反射器处于同一平面内，所述第二有源振子与所述第二反射器处于同一平面内。

2.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，还包括反射板，设置于所述双极化反射器远离所述第二端的一侧。

3.根据权利要求2所述的天线，其特征在于，所述反射板与所述双极化反射器连接。

4.根据权利要求3所述的天线，其特征在于，所述天线还包括天线罩，所述天线罩为一端开口、另一端封闭的空腔结构，且开口端固定于所述反射板上。

5.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述双极化有源振子还包括设置在所述第一有源振子上的馈电结构和所述第二有源振子上的馈电结构，各所述馈电结构包括：

金属凸块，设置于一所述功能臂上，用于接受馈电；

同轴线，一端端口与所述金属凸块连接，用于将电流传输至所在的单极化有源振子以驱动天线工作；

支撑件，包覆于所述同轴线外，用于将所述同轴线与外界环境隔离；

金属外壳，设置于所述支撑件外，同时金属外壳的一部分嵌入未设置所述金属凸块的功能臂内。

6.根据权利要求5所述的天线，其特征在于，所述支撑件的材料包括聚四氟乙烯。

7.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线的输入阻抗为50欧姆。

8.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述天线轴向杆的形状包括方杆型或圆杆型。

9.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，所述L型金属件的功能臂和连接臂之间的夹角为90°。

10.根据权利要求1所述的天线，其特征在于，采用50欧姆同轴线进行馈电。

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