CN116666997A - 一种天线阵 - Google Patents
一种天线阵 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116666997A CN116666997A CN202310589089.9A CN202310589089A CN116666997A CN 116666997 A CN116666997 A CN 116666997A CN 202310589089 A CN202310589089 A CN 202310589089A CN 116666997 A CN116666997 A CN 116666997A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- antenna
- spiral
- antenna array
- arms
- bottom plate
- 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.)
- Pending
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 20
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 5
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 abstract description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- LJQOBQLZTUSEJA-UHFFFAOYSA-N 1,2,3,5-tetrachloro-4-(2,3,5,6-tetrachlorophenyl)benzene Chemical compound ClC1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1C1=C(Cl)C(Cl)=CC(Cl)=C1Cl LJQOBQLZTUSEJA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 2
- 229920006231 aramid fiber Polymers 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
- H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
- H01Q11/08—Helical antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02D—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES [ICT], I.E. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGIES AIMING AT THE REDUCTION OF THEIR OWN ENERGY USE
- Y02D30/00—Reducing energy consumption in communication networks
- Y02D30/70—Reducing energy consumption in communication networks in wireless communication networks
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
本申请实施例提供一种天线阵，应用在无线通信技术领域，包括：底板、位于底板上的馈电网络以及延底板的垂直方向上设置的多个天线子阵；每个天线子阵包含多个螺旋辐射臂，且各天线子阵中的螺旋辐射臂具有相同的螺旋属性；相邻天线子阵中存在对应关系的螺旋辐射臂连接，对应关系是指相连后的螺旋辐射臂具有相同的螺旋属性；位于底部的天线子阵中的多个螺旋辐射臂与馈电网络连接。本申请实施例中，通过在底板的垂直方向上设置多个天线子阵，每个天线子阵中由多个螺旋辐射臂构成，通过位于底板的馈电网络进行信号的传输和发送，该天线阵同时实现了在水平方向的圆极化和垂直方向上的圆极化，达到了同时让天线阵在水平方向和垂直方向上具有高增益。
Description
技术领域
本发明属于无线通信技术领域，具体涉及了一种天线阵。
背景技术
随着通信技术的发展，对于天线的要求也越来越高。圆极化天线具有很好的抗干扰性能，因此被广泛的应用于各行各业。
现有技术的天线往往只能实现水平方向或垂直方向的圆极化特性；例如，某天线在实现水平方向圆极化特性后，垂直方向无法实现高增益的圆极化特性，无法同时满足水平和垂直方向高增益的圆极化特性。
发明内容
本申请实施例提供了一种天线阵，用于满足天线阵同时实现水平方向和垂直方向上的圆极化。
本申请实施例提供了一种天线阵，包括：
底板、位于所述底板上的馈电网络以及延所述底板的垂直方向上设置的多个天线子阵；
每个天线子阵包含多个螺旋辐射臂，且各天线子阵中的螺旋辐射臂具有相同的螺旋属性；
相邻天线子阵中存在对应关系的螺旋辐射臂连接，所述对应关系是指相连后的螺旋辐射臂具有所述相同的螺旋属性；
位于底部的天线子阵中的多个螺旋辐射臂与所述馈电网络连接。
本申请实施例中，通过在底板的垂直方向上设置多个天线子阵，每个天线子阵中由多个螺旋辐射臂构成，通过位于底板的馈电网络进行信号的传输和发送，该天线阵同时实现了在水平方向的圆极化和垂直方向上的圆极化，达到了同时让天线阵在水平方向和垂直方向上具有高增益。
可选地，任一螺旋辐射臂的长度为半波。
螺旋辐射臂的长度为半波可以更好实现阻抗匹配。
可选地，每个天线子阵包含四个螺旋辐射臂。
可选地，延所述底板的垂直方向上设置有四个天线子阵。
可选地，每个天线子阵还包括支撑环，相邻天线子阵中存在对应关系的螺旋辐射臂在所述支撑环处相连。
通过支撑环让多个天线子阵中的具有对应关系的螺旋辐射臂，可以在垂直方向上实现串联，同时设置多个支撑环增强了天线阵的稳定性。
可选地，还包括固定在所述底板上且依次穿过所述馈电网络、各支撑环的支撑柱，所述支撑柱用于支撑各支撑环。
通过支撑柱将多个支撑环、天线罩和底板固定在一起，形成稳定的天线阵，以保证天线阵的强度。
可选地，所述馈电网络包括PCB板以及设置在所述PCB板上的电桥；所述电桥用于实现所述天线阵的圆极化。
通过电桥将多个螺旋辐射臂接收到的具有相同振幅和相同初始相位的信号，调整成按顺时针顺序相位依次相差90°的信号，以实现天线阵的圆极化。
可选地，所述天线阵还包括天线罩。
通过在天线阵的外部设置天线罩，提高了天线阵工作的可靠性，防止其他因素对天线阵工作造成影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，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，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种天线阵的主视图；
图2为本发明实施例提供的一种馈电网络中印制电路板的示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电桥的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种天线阵的水平圆极化和垂直圆极化的3D方向示意图；
图5为本发明实施例提供的一种天线阵的水平圆极化和垂直圆极化的3D方向剖面示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
参见图1，图1为本申请实施例提供的一种天线阵的主视图，包括：底板101、位于底板101上的馈电网络102以及延底板101的垂直方向上设置的多个天线子阵103；每个天线子阵103包含多个螺旋辐射臂104，且各天线子阵103中的螺旋辐射臂104具有相同的螺旋属性；相邻天线子阵103中存在对应关系的螺旋辐射臂104连接，对应关系是指相连后的螺旋辐射臂104具有相同的螺旋属性；位于底部的天线子阵103中的多个螺旋辐射臂104与馈电网络102连接。
具体地，延底板101的垂直方向上设置的天线子阵103的数量可以为3个、4个、5个、6个等，其中每个天线子阵103中的螺旋辐射臂104的数量也可以为3个、4个、5个、6个等。相应地，天线阵可能以3x4、4x4、5x4、4x6等方式组合，也就是说，本申请中，天线阵中的天线子阵103的个数和螺旋辐射臂104的个数根据天线实际使用需要设置。各天线子阵103中的螺旋辐射臂104具有相同的螺旋属性，其中，螺旋属性并不局限于螺旋直径、螺距以及倾斜角等。每个相邻的天线子阵103中存在对应关系的螺旋辐射臂104进行连接，使得垂直方向串联后的螺旋辐射臂与一个天线子阵103中的单个螺旋辐射臂104的螺旋属性相同。多个天线子阵103在延底板101的垂直方向上串联后，位于底部天线子阵103的多个螺旋辐射臂104需要与馈电网络102相连，馈电网络102设置的馈电端口的数量与天线子阵103中螺旋辐射臂104的个数相对应。馈电网络102用于对螺旋辐射臂104接收到的信号进行相位的调整，以实现天线阵可以同时在水平方向的圆极化和垂直方向上的圆极化。另外，该天线阵的通信频段并不限于L频段，即1到2GHz的通信频段。
本申请实施例中，通过在底板的垂直方向上设置多个天线子阵，每个天线子阵中由多个螺旋辐射臂构成，通过位于底板的馈电网络进行信号的传输和发送，该天线阵同时实现了在水平方向的圆极化和垂直方向上的圆极化，达到了同时让天线阵在水平方向和垂直方向上具有高增益。
在一些实施例中，任一螺旋辐射臂104的长度为半波。
具体地，在每个天线子阵103中的任意一个螺旋辐射臂104的长度为半波长，螺旋辐射臂104的长度为有效长度，表征螺旋辐射臂104的辐射能力的大小。螺旋辐射臂104的长度为半波，相较于全波长和1/4波长的天线可以更好到的实现阻抗匹配。
在一些实施例中，每个天线子阵103还包括支撑环105，相邻天线子阵103中存在对应关系的螺旋辐射臂104在支撑环105处相连。
具体地，在天线阵中支撑环105的数量与天线子阵103的数量相同，支撑环105上设置有第一通孔，可以使得相邻天线子阵103中具有对应关系的螺旋辐射臂104在支撑环105的第一通孔处进行连接，以实现在垂直方向上让具有对应关系的螺旋辐射臂104进行串联，也使得螺旋辐射臂104在串联后可以在天线子阵103中保持特定的旋转角度，因此支撑环105上的第一通孔数量与天线子阵103中螺旋辐射臂104的数量相同。另外，支撑环105为非金属材料，以防止天线阵在工作中发生信号短路。
通过支撑环让多个天线子阵中的具有对应关系的螺旋辐射臂，可以在垂直方向上实现串联，同时设置多个支撑环增强了天线阵的稳定性。
在一些实施例中，天线阵还包括天线罩106。
具体地，在天线阵外设置有天线罩106，该天线罩106为圆柱形，天线罩106的底部固定在底板101上，底板101上具有相应的固定孔位。其中，天线罩106的材质可以为玻璃钢材料、高硅氧玻璃纤维、种玻璃纤维、高硅氧、玻璃纤维以及芳纶纤维等。通过在天线阵的外部设置天线罩，提高了天线阵工作的可靠性，防止其他因素对天线阵工作造成影响。
在一些实施例中，天线阵还包括固定在底板101上且依次穿过馈电网络102、各支撑环105的支撑柱107，支撑柱107用于支撑各支撑环105。
具体地，支撑柱107为非金属柱，防止天线阵在工作中发生信号短路。支撑柱107的下端穿过馈电网络102固定在底板101上，在每个支撑环105的中央具有第二通孔，使得支撑柱107可以依次穿过多个支撑环105，以支撑每个天线子阵103。通过支撑柱107将多个支撑环105、天线罩106和底板101固定在一起，形成了稳定的天线阵，保证天线阵的强度。
在一些实施例中，馈电网络102包括印制电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)201以及设置在PCB板201上的电桥202；电桥202用于实现天线阵的圆极化。
具体地，如图2所示，为印制电路板(Printed Circuit Board，简称为PCB)201的示意图，印制电路板201上包括电桥的焊接区域202、与底部天线子阵103中螺旋辐射臂104数量对应的馈电点203和天线罩的四个固定孔204。电桥焊接在PCB板201上电桥的焊接区域202，将位于底部的天线子阵103中的多个螺旋辐射臂104分别通过PCB板上多个馈电点接入到电桥的输入端口，电桥包括一个输出端口，电桥改变通过螺旋辐射臂104接收或者发送信号的相位，再从电桥的输出端进行发送或者接收，通过电桥可以实现天线阵的圆极化。其中，电桥不限定于6dB电桥，如图3所示为6dB电桥的示意图，6dB电桥包括四个输入端口和一个输出端口(YW)305，其中，四个输入端口分别为301、302、303、304；四个输入端口顺时针相邻两个端口之间相位差为90°，即四个端口分别为0°、90°、180°和270°，输入端口和输出端口在PCB板上相应的焊接位置如图2中所示。即将四个螺旋辐射臂104分别接收到具有相同振幅和相同初始相位的四个信号，按顺时针顺序相位依次相差90°以实现圆极化，即将信号的相位分别调整到0°、90°、180°和270°，再经由6dB电桥的输出端(YW)305进行信号的输出。
通过电桥将多个螺旋辐射臂接收到的具有相同振幅和相同初始相位的信号，调整成按顺时针顺序相位依次相差90°的信号，以实现天线阵的圆极化。
在一些实施例中，在天线阵的底板101下方还设置有连接器108。多个螺旋辐射臂104接收到的信号进行合路后，即通过电桥的输出端口305(YW)与连接器108进行连接，连接器将合路后信号输出。从而使天线阵同时实现水平圆极化和垂直圆极化。
在一些实施例中，每个天线子阵103包含四个螺旋辐射臂104。
具体地，天线子阵103包含四个螺旋辐射臂104，则在该天线子阵中的支撑环105上设置有四个第一通孔，可以使得相邻天线子阵103中具有对应关系的螺旋辐射臂104在支撑环105的第一通孔处进行连接。对应的印制电路板上包括与底部天线子阵中螺旋辐射臂104数量对应的四个馈电点、四个电桥焊点和天线罩的四个固定孔。在PCB板上设置有螺旋辐射臂104四个接入口，用于将四个螺旋辐射臂接收到的信号通过PCB板上的通路进入到6dB电桥的四个输入端口进行相位调整后，再通过电桥的输出端口进行输出；或者6dB电桥将接收到的一路信号，分发给四个螺旋辐射臂后，再由四螺旋辐射臂对分发后的信号进行发送。
在一些实施例中，延底板101的垂直方向上设置有四个天线子阵103。
具体地，延底板101的垂直方向上设置有四个天线子阵103，则在该天线阵中包含天线子阵数量对应的四个支撑环。
如图4所示，为天线阵的水平圆极化和垂直圆极化的3D方向图，该天线阵在水平方向和垂直方向分别达到较高的增益。如图5所示，为图4垂直方向上的剖面图。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种天线阵，其特征在于，包括：
底板、位于所述底板上的馈电网络以及延所述底板的垂直方向上设置的多个天线子阵；
每个天线子阵包含多个螺旋辐射臂，且各天线子阵中的螺旋辐射臂具有相同的螺旋属性；
相邻天线子阵中存在对应关系的螺旋辐射臂连接，所述对应关系是指相连后的螺旋辐射臂具有所述相同的螺旋属性；
位于底部的天线子阵中的多个螺旋辐射臂与所述馈电网络连接。
2.如权利要求1所述的天线阵，其特征在于，任一螺旋辐射臂的长度为半波。
3.如权利要求2所述的天线阵，其特征在于，每个天线子阵包含四个螺旋辐射臂。
4.如权利要求3所述的天线阵，其特征在于，延所述底板的垂直方向上设置有四个天线子阵。
5.如权利要求1所述的天线阵，其特征在于，每个天线子阵还包括支撑环，相邻天线子阵中存在对应关系的螺旋辐射臂在所述支撑环处相连。
6.如权利要求3所述的天线阵，其特征在于，还包括固定在所述底板上且依次穿过所述馈电网络、各支撑环的支撑柱，所述支撑柱用于支撑各支撑环。
7.如权利要求1至6任一项所述的天线阵，其特征在于，所述馈电网络包括PCB板以及设置在所述PCB板上的电桥；所述电桥用于实现所述天线阵的圆极化。
8.如权利要求7所述的天线阵，其特征在于，所述天线阵还包括天线罩。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310589089.9A CN116666997A (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种天线阵 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202310589089.9A CN116666997A (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种天线阵 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116666997A true CN116666997A (zh) | 2023-08-29 |
Family
ID=87714609
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202310589089.9A Pending CN116666997A (zh) | 2023-05-24 | 2023-05-24 | 一种天线阵 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116666997A (zh) |
-
2023
- 2023-05-24 CN CN202310589089.9A patent/CN116666997A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7215296B2 (en) | Switched multi-beam antenna | |
| US6734828B2 (en) | Dual band planar high-frequency antenna | |
| US5243358A (en) | Directional scanning circular phased array antenna | |
| US5294939A (en) | Electronically reconfigurable antenna | |
| JP6384550B2 (ja) | 無線通信モジュール | |
| US6407719B1 (en) | Array antenna | |
| JP3482642B2 (ja) | アンテナ及び通信方法 | |
| US4446465A (en) | Low windload circularly polarized antenna | |
| JP6556118B2 (ja) | アンテナ構成 | |
| US10148009B2 (en) | Sparse phase-mode planar feed for circular arrays | |
| KR20020090135A (ko) | 전방향성으로 방사되는 전자기파를 수신/송신하는 디바이스 | |
| US6229498B1 (en) | Helical antenna | |
| CN106602233A (zh) | 基于高低频复用的小型双圆极化天线 | |
| JP2014049785A (ja) | 円偏波アンテナ | |
| WO2021223118A1 (zh) | 天线、天线阵列和通信装置 | |
| US20230163462A1 (en) | Antenna device with improved radiation directivity | |
| CN116885459A (zh) | 内嵌式展宽角扫描相控阵天线设计方法 | |
| CN114899573B (zh) | 星载小型化低剖面圆极化天线 | |
| CN116666997A (zh) | 一种天线阵 | |
| US3795005A (en) | Broad band spiral antenna | |
| JP3226441U (ja) | ベントクロスアンテナ及びアンテナ装置 | |
| JP2004104682A (ja) | アンテナ装置 | |
| CN112531323A (zh) | 一种天线 | |
| CN2720658Y (zh) | 并馈全向天线阵列 | |
| CN211789502U (zh) | 立体式高增益天线装置 |
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 |