CN113782983B - 一种窄反射板一维直线阵列天线 - Google Patents

一种窄反射板一维直线阵列天线 Download PDF

Info

Publication number
CN113782983B
CN113782983B CN202111069387.2A CN202111069387A CN113782983B CN 113782983 B CN113782983 B CN 113782983B CN 202111069387 A CN202111069387 A CN 202111069387A CN 113782983 B CN113782983 B CN 113782983B
Authority
CN
China
Prior art keywords
antenna
metal strip
array
dimensional linear
linear array
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111069387.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113782983A (zh
Inventor
程琦峰
程旗
汪小林
党涛
田殷
韩垒
刘涛
阳松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd
Original Assignee
Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd filed Critical Sichuan Jiuzhou Electric Group Co Ltd
Priority to CN202111069387.2A priority Critical patent/CN113782983B/zh
Publication of CN113782983A publication Critical patent/CN113782983A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113782983B publication Critical patent/CN113782983B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/42—Housings not intimately mechanically associated with radiating elements, e.g. radome
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种窄反射板一维直线阵列天线，属于天线技术领域，解决了现有技术中提高天线波束前后比需要较大空间的问题。本发明的窄反射板一维直线阵列天线，包括天线阵列、反射板和金属条；所述天线阵列设置在所述反射板上，所述天线阵列长度方向的轴线与所述反射板长度方向的轴线重合；所述金属条与所述天线阵列轴线平行的设置在所述反射板上，所述金属条设置在所述天线阵列的上方和/或下方。本发明通过在水平一维阵列天线上增加金属条，使在有限的安装空间范围内，同时不具有较大反射面的一维直线阵列天线，通过金属条的金属面对天线的波束方向图构成明显的影响，能够显著提高天线波束的前后比。

Description

一种窄反射板一维直线阵列天线
技术领域
本发明属于天线技术领域，特别涉及一种窄反射板一维直线阵列天线。
背景技术
在特定功能的通信系统中，系统对天线波束前后比有较高的要求，即要求天线主波束背瓣电平应远低于主瓣电平。前后比是指主瓣的最大辐射方向(规定为0°)的功率通量密度与相反方向附近(规定为180°±20°范围内)的最大功率通量密度之比值。前后比表明了天线对后瓣抑制的好坏。选用前后比低的天线，天线的后瓣有可能产生越区覆盖，导致切换关系混乱，产生掉话。前后比越大，天线的后向辐射(或接收)越小。前后比F/B通过以下公式计算：
F/B＝10Lg{(前向功率密度)/(后向功率密度)}。
一般情况下，天线波束的前后比主要由天线反射板的大小决定，具有较大反射板(大于天线工作频段波长)的天线具有较高的前后比，而较小反射板(小于天线工作频段二分之一波长)的天线具有较差的前后比。或者，在天线辐射方向具有较大尺寸的端射天线，例如：八木天线、对数周期天线等，同样具有较高的前后比。
工程实践中，在某些特定安装环境下，既不具有给天线安装较大尺寸的反射板的空间，也不具有在天线辐射方向上提供更大空间的条件，导致了在狭窄的安装空间里的天线不能实现较高的前后比，进而不能满足系统功能要求。
发明内容
鉴于以上分析，本发明旨在提供一种一维直线阵列天线，用以解决现有技术中提高天线波束前后比需要较大空间的问题。
本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种窄反射板一维直线阵列天线，包括天线阵列、反射板和金属条；
所述天线阵列设置在所述反射板上，所述天线阵列长度方向的轴线与所述反射板长度方向的轴线重合；
所述金属条与所述天线阵列轴线平行的设置在所述反射板上，所述金属条设置在所述天线阵列的上方和/或下方。
进一步地，所述金属条与所述反射板金属搭接。
进一步地，所述金属条长度大于等于所述天线阵列长度。
进一步地，所述金属条设置有一根，为第一金属条。
进一步地，所述第一金属条的宽度为十分之一天线工作频段波长至所述天线阵列的宽度尺寸。
进一步地，所述金属条包括两根，为第一金属条和第二金属条。
进一步地，所述第一金属条和第二金属条宽度不同，分别设置在所述天线阵列的上方和下方。
进一步地，所述第一金属条的宽度为十分之一天线工作频段波长；
所述第二金属条的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列的宽度尺寸。
进一步地，所述第一金属条的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列的宽度尺寸；
所述第二金属条的宽度为十分之一天线工作频段波长。
进一步地，还包括天线罩，所述金属条与所述天线罩共形。
与现有技术相比，本发明至少能实现以下技术效果之一：
(1)本发明的窄反射板一维直线阵列天线通过在水平一维阵列天线上增加金属条，使在有限的安装空间范围内，同时不具有较大反射面的一维直线阵列天线，通过金属条的金属面对天线的波束方向图构成明显的影响，能够显著提高天线波束的前后比。
(2)本发明的窄反射板一维直线阵列天线所采用的金属条的形式多样，对于有天线罩的直线阵列天线，金属条能够与天线罩共形，在有限的空间里，适应不同的阵列天线，达到提供天线波束前后比的目的。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分可从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本发明的限制，在整个附图中，相同的附图标记表示相同的部件。
图1为未设置金属条的窄反射板一维直线阵列天线的示意图；
图2为金属条位于天线阵列下方时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图；
图3为金属条位于天线阵列上方时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图；
图4为金属条位于天线阵列上方和下方时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图一；
图5为金属条位于天线阵列上方和下方时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图二；
图6为金属条与阵列天线罩共形时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图一；
图7为金属条与阵列天线罩共形时的窄反射板一维直线阵列天线的示意图二；
图8为未加装金属条的窄反射板一维直线阵列天线水平面的场强分布图；
图9为本实施例的加装了金属条的窄反射板一维直线阵列天线水平面的场强分布图。
附图标记：
1-反射板；2-天线阵列；3-天线罩；4-第一金属条；5-第二金属条。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本发明一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理，并非用于限定本发明的范围。
在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接可以是机械连接，也可以是电连接可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
全文中描述使用的术语“顶部”、“底部”、“在……上方”、“下”和“在……上”是相对于装置的部件的相对位置，例如装置内部的顶部和底部衬底的相对位置。可以理解的是装置是多功能的，与它们在空间中的方位无关。
本发明的一个实施例，如图1至图7所示，公开了一种窄反射板一维直线阵列天线，包括天线阵列2、反射板1和金属条。天线阵列2设置在反射板1上，天线阵列2长度方向的轴线与反射板1长度方向的轴线重合；金属条与天线阵列2轴线平行地设置在反射板1上，金属条设置在天线阵列2的上方和/或下方。
本发明适用于水平排布的垂直极化直线阵列天线，因为垂直极化天线的电场方向垂直于水平面，垂直于电场方向的金属面且位于天线阵列2上下两侧或者平行于电场方向且位于天线辐射方向反方向的金属面能够对天线的波束方向图构成明显的影响。
当直线阵列天线不具备法向(天线波束辐射方向)拓展空间条件(直线阵列天线的法向安装空间小于二分之一天线工作频段波长)，也不具备安装大反射面的条件(用于安装反射面的空间的高度小于二分之一天线工作频段波长)时，在天线阵列2的上方和/或下方设置金属条，金属条的金属面能够对天线的波束方向图构成明显的影响，能够显著提高天线波束的前后比。
本实施例中，金属条与反射板1金属搭接，连接在一起的两个金属面之间的缝隙远小于天线工作频段波长，可以进一步减少电磁波的漏射。
进一步地，金属条的长度大于等于天线阵列2长度，优选地，金属条的长度等于或略大于天线阵列2的长度，过短的金属条长度不能覆盖天线阵列2中的所有天线单元，在这种情况下，天线波束前后比提升效果将明显降低；而过长的金属条虽然不会影响天线波束前后比的提升效果，但也不能带来更大的前后比的提升，因此，过长的金属条会带来材料和安装空间的浪费。
本实施例中，金属条的长度与反射板1的长度相同。
本实施例中，金属条设有一根或两根。
天线波束是电磁场在空间中的叠加形成的，电磁场在相位相同或相近的位置会得到加强，形成能量的集中，而在相位反相(相位差等于180°)的位置能量得到抵消，在这个条件附近的相差都会使电磁场能量减弱。
基于该原理，当设置有一根金属条时，通过在天线上方或下方增加金属反射面，改变电磁场在近场空间辐射的路径，使得电磁场通过天线上方和下方到达天线后向的路径长度不一样，形成相位差，达到能量叠加减弱的目的，同时几乎不改变天线前向的辐射特性，最终达到提升前后比的目的。
本发明的实施例一，如图2-图3所示，金属条设有一根，为第一金属条4。
第一金属条4安装在反射板1上且垂直于反射板1。第一金属条4的长度与反射板1的长度相同，第一金属条4在天线阵列2法向的尺寸根据天线阵列2安装空间的尺寸条件确定。
本实施例中，第一金属条4的宽度(在天线阵列2法向的尺寸)为十分之一天线工作频段波长至天线阵列2的宽度尺寸(天线阵列2沿天线阵列2法线方向的尺寸)。若第一金属条4尺寸太短，对电磁波的方向改变不明显，很难起到提高天下波束前后比的效果；若第一金属条4尺寸太大，一方面不能带来明显的天线波束前后比的提升，另一方面还可能导致天线波束最大值的偏离，影响天线最终性能。
本实施例的窄反射板1一维直线阵列天线，当金属条为第一金属条4时，只能在天线阵列2的上方或下方形成单条反射面，单条反射面改变电磁场辐射路径的效果并不明显，需要第一金属条4具有较大的尺寸才能达到较好的改变辐射路径的效果，同时较大尺寸的第一金属条4会带来天线波束最大辐射方向偏离天线法向的问题。
本发明的实施例二，如图4-图7所示，金属条设有两根，还设置有第二金属条5。
进一步地，第一金属条4和第二金属条5垂直于反射板1设置且分别位于天线阵列2的上方和下方。
本实施例中，第一金属条4的宽度和第二金属条5的宽度不同，从而改变电磁场在近场空间辐射的路径，使得电磁场通过天线上方和下方到达天线后向的路径长度不一样，形成相位差，达到能量叠加减弱的目的，同时几乎不改变天线前向的辐射特性，最终达到提升天线波束前后比的目的。
本实施例中，第一金属条4的长度和第二金属条5的长度相同，且都等于或大于天线阵列2的长度。优选地，第一金属条4和第二金属条5的长度与反射板1的长度相同。
进一步地，第一金属条4的宽度为十分之一天线工作频段波长，第二金属条5的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列(2)的宽度尺寸；或者，第一金属条4的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列2的宽度尺寸，第二金属条5的宽度为十分之一天线工作频段波长。
金属条不同的宽度尺寸能够改变电磁波近场传输的空间路径长度，形成相位差，达到改变辐射场强叠加的效果。其相位差约等于路径差/波长*360°，当金属条的宽度为四分之一天线工作频段波长时，路径差相当于90°相位差。相位差越接近于180°，场强能量叠加减弱的效果越明显，而这就需要更大的金属条安装空间。
一方面，在工程实践中，可能不具备较大的金属条安装空间，另一方面，较大的金属条尺寸会覆盖到天线辐射体位置，由此带来新的问题：一是天线波束最大辐射方向偏离天线阵列2方向，二是天线耦合效应变强，天线辐射效率变低，天线增益降低等。因此，综合考虑多个方面的因素，本实施例的第一金属条4/第二金属条5的宽度为十分之一天线工作频段波长，第二金属条5/第一金属条4的宽度为四分之一天线工作频段波长至天线阵列2沿天线阵列2法线方向的尺寸。
本实施例中，金属条可以是薄型金属板，金属条的材料为不限于铝板在内的金属材料或合金材料。金属条可以通过可拆卸或不可拆卸的连接件固定在反射板1上，金属条也可以和反射板1一体加工成型。
进一步地，金属条可以通过将非金属材料的表面金属化而得到，表面金属化的方式不限于喷砂、镀涂、贴金属薄膜在内的制造方法。金属条通过螺钉、胶接或其他方式固定在反射板1上，确保金属条的金属面与反射板1金属搭接。
进一步地，如图6-图7所示，对于有天线罩3的直线阵列天线，第一金属条4和第二金属条5可以与天线罩3共形，也就是说，第一金属条4和第二金属条5以金属薄膜的形式贴附在天线罩3表面并分别位于天线阵列的上方和下方。第一金属条4和第二金属条5以铝箔、铜箔、银箔等金属薄膜的形式贴附在在天线罩3内侧或外侧，或者是夹在天线罩3材料体内。
进一步地，本实施例中，金属条的表面可以为非镂空表面，也可以为具有孔状、条状、格栅状等形状的镂空表面。
当金属条的表面为镂空表面时，孔、条状缝的镂空形状的尺寸应远小于天线工作频段波长，使得电磁波不能穿透镂空结构，避免影响金属条改变天线波束方向的效果，进而影响前后比的提升效果。
本实施例的窄反射板一维直线阵列天线能够明显提升在有限安装空间范围，同时在垂直与天线阵列2的法线方向上不具有较大尺寸反射面的一维直线阵列天线的前后比，满足特定功能系统的使用需求。
图8和图9示出了不同一维直线阵列天线水平面的场强分布图。其中图8为未加装金属条的一维直线阵列天线水平面的场强分布图，其天线波束前后比为5dB。图9为加装金属条后的一维直线阵列天线水平面的场强分布图，其天线波束前后比为17dB。与未加装金属条的一维直线阵列天线相比，本实施例中，加装了金属条的一维直线阵列天线的天线波束前后比提高了12dB。
本发明实施例提供的一种窄反射板一维直线阵列天线，通过在水平一维阵列天线上增加金属条，使在有限的安装空间范围内，同时不具有较大反射面的一维直线阵列天线，通过金属条的金属面对天线的波束方向图构成明显的影响，能够显著提高天线波束的前后比。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，包括天线阵列(2)、反射板(1)和金属条；
所述天线阵列(2)设置在所述反射板(1)上，所述天线阵列(2)长度方向的轴线与所述反射板(1)长度方向的轴线重合；
所述金属条与所述天线阵列(2)轴线平行的设置在所述反射板(1)上，所述金属条设置在所述天线阵列(2)的上方和/或下方；
所述金属条包括两根，为第一金属条(4)和第二金属条(5)；
所述第一金属条(4)和第二金属条(5)宽度不同，分别设置在所述天线阵列(2)的上方和下方；
所述第一金属条(4)的宽度为十分之一天线工作频段波长至所述天线阵列(2)的宽度尺寸。
2.根据权利要求1所述的窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，所述金属条与所述反射板(1)金属搭接。
3.根据权利要求1所述的窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，所述金属条长度大于等于所述天线阵列(2)长度。
4.根据权利要求3所述的窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，所述第一金属条(4)的宽度为十分之一天线工作频段波长；
所述第二金属条(5)的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列(2)的宽度尺寸。
5.根据权利要求3所述的窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，所述第一金属条(4)的宽度为四分之一天线工作频段波长至所述天线阵列(2)的宽度尺寸；
所述第二金属条(5)的宽度为十分之一天线工作频段波长。
6.根据权利要求1-5任一项所述的窄反射板一维直线阵列天线，其特征在于，还包括天线罩(3)，所述金属条与所述天线罩(3)共形。
CN202111069387.2A 2021-09-13 2021-09-13 一种窄反射板一维直线阵列天线 Active CN113782983B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111069387.2A CN113782983B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种窄反射板一维直线阵列天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111069387.2A CN113782983B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种窄反射板一维直线阵列天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113782983A CN113782983A (zh) 2021-12-10
CN113782983B true CN113782983B (zh) 2023-02-24

Family

ID=78843153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111069387.2A Active CN113782983B (zh) 2021-09-13 2021-09-13 一种窄反射板一维直线阵列天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113782983B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205303687U (zh) * 2016-01-12 2016-06-08 深圳国人通信股份有限公司 一种m型反射板基站天线
CN207038736U (zh) * 2017-07-03 2018-02-23 广东博纬通信科技有限公司 一种阵列天线
CN107768827A (zh) * 2017-09-19 2018-03-06 广东博纬通信科技有限公司 一种窄截面超宽频多通道阵列天线
CN207116699U (zh) * 2017-07-25 2018-03-16 上海汇珏网络通信设备有限公司 一种直线阵列天线
CN109301435A (zh) * 2017-07-25 2019-02-01 上海汇珏网络通信设备有限公司 阵列天线

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI679803B (zh) * 2018-09-27 2019-12-11 啟碁科技股份有限公司 天線系統

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN205303687U (zh) * 2016-01-12 2016-06-08 深圳国人通信股份有限公司 一种m型反射板基站天线
CN207038736U (zh) * 2017-07-03 2018-02-23 广东博纬通信科技有限公司 一种阵列天线
CN207116699U (zh) * 2017-07-25 2018-03-16 上海汇珏网络通信设备有限公司 一种直线阵列天线
CN109301435A (zh) * 2017-07-25 2019-02-01 上海汇珏网络通信设备有限公司 阵列天线
CN107768827A (zh) * 2017-09-19 2018-03-06 广东博纬通信科技有限公司 一种窄截面超宽频多通道阵列天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN113782983A (zh) 2021-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11652288B2 (en) Antenna
WO2013168319A1 (ja) アンテナ装置およびアンテナ装置の取りつけ方法
US6359588B1 (en) Patch antenna
US6411261B1 (en) Artificial magnetic conductor system and method for manufacturing
CN111864368B (zh) 面向于5g通信的低剖面宽带圆极化天线及其设计方法
CN113555697A (zh) 一种基于折合式平面反射阵技术的圆极化高增益天线
US8059052B2 (en) Endfire antenna apparatus with multilayer loading structures
WO2023226541A1 (zh) 信号发射装置以及天线系统
CN113782983B (zh) 一种窄反射板一维直线阵列天线
CN114094318A (zh) 一种实现微带天线宽带宽角扫描的结构及微带天线单元
Huang et al. Realization of low-RCS parabolic reflector antenna using curved 3-D frequency-selective structure
CN102456951B (zh) 一种基站天线
CN109904617A (zh) 基于加载寄生支路形成的高保传输线的频率扫描漏波天线
EP3920324A1 (en) Antenna, multiband antenna and antenna tuning method
CN216529369U (zh) 一种用于移动通信的高增益抛物面天线
US5187491A (en) Low sidelobes antenna
JP4796765B2 (ja) アンテナ
Chernikov et al. A Teflon-Filled Open-Ended Circular Waveguide Focal-Plane-Array Used for Sway Compensation in W-band 50dB-Gain Backhaul Reflector Antennas
JP4853544B2 (ja) アンテナ
CN216161919U (zh) 一种超宽带定向天线
CN114744412B (zh) 宽带双极化定向天线
CN220358328U (zh) 一种调谐加载的宽带波导缝隙天线
CN216872255U (zh) 宽频带双极化电磁偶极子天线
CN220306503U (zh) 一种宽带宽波束天线单元
CN220122108U (zh) 一种金属外壳缝隙与偶极摆放结构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant