CN201616508U - 一种全向微带天线阵 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种全向微带缝隙天线阵，由分别分布在正八面体的每个边上的八个定向天线构成，定向天线包括金属反射板，微带板通过绝缘支撑柱固定在金属反射板的正面，微带板的正面设有若干个微带缝隙，在微带板的背面还设有微带传输线。本实用新型通过将定向天线设计为微带缝隙天线，即将其辐射单元采用微带缝隙的形式，并且将辐射单元和微带传输线分别刻蚀在微带板的正面和背面上，从而大大节省了定向天线的体积、重量；克服了现有全向微带天线阵的缺陷，具有结构轻巧、体积小、重量轻，易于运输、安装和架设的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线天线技术领域，特别涉及一种全向微带天线阵。
背景技术
在无线通信收发系统中，一般是采用多天线的组合实现全向覆盖的无线接收。目前国内一般是采用3个120°天线的组合，或者是4个90°天线的组合，或者是6个60°天线的组合。但随通信行业的发展，8个45°天线的组合实现全向覆盖的也逐步问世。
通过8个45°天线的组合实现全向接收的最大的问题是：天线数量多，总体天线体积大、重量很重，这给天线架设和天线架的设计带来很大的麻烦。采用通常的对称阵子和同轴传输线的全向天线阵，实现全向覆盖将会遇到很大的困难。
实用新型内容
本实用新型解决的问题在于提供一种全向微带天线阵，通过对定向天线的辐射单元和传输线的设计，使得天线结构轻巧，体积小，易于安装和架设。
本实用新型通过以下技术方案来实现：
一种全向微带缝隙天线阵，由分别分布在正八面体的每个边上的八个水平面波束宽度在35°～50°的定向天线构成；所述的定向天线包括金属反射板，微带板通过绝缘支撑柱固定在金属反射板的正面，微带板的正面设有若干个微带缝隙，在微带板的背面还设有微带传输线。
所述的正八面体，其中心到每个边的距离为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.25～2倍；定向天线分布在正八面体的每个边的中间位置。
所述的定向天线背面还设有同轴电缆传输线。
所述的金属反射板的截面为“U”形，其底面宽度为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.25～0.45倍，其侧边高度为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍。
所述的微带板与金属反射板的距离为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍。
所述的微带板包括介电常数为2.2～3.5、厚度为0.5mm～2mm介质板，介质板的双面涂覆有厚度为18μm～36μm的铜箔，微带板的宽度为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.15～0.45倍。
所述的微带缝隙在微带板的正面呈直线排列，每个微带缝隙呈长方形，相邻微带缝隙之间的距离为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍，微带缝隙数量的多少依赖于定向天线的增益高低。。
所述的微带缝隙其长度为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.3～0.7倍，其宽度为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.05～0.2倍。
所述的微带传输线含有耦合线。
所述的耦合线的中心与微带板正面对应的微带缝隙最近的一端的距离为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.01～0.1倍；相邻耦合线之间距离为定向天线的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍。
本实用新型与现有技术相比，具有以下有益的技术效果：
1、本实用新型提供的全向微带天线阵，是由8个定向天线按正八边形构成；通过将定向天线设计为微带缝隙天线，即将其辐射单元采用微带缝隙的形式，并且将微带缝隙和微带传输线分别刻蚀在微带板的正面和背面上，从而大大节省了定向天线的体积、重量；克服了现有全向微带天线阵的缺陷，具有结构轻巧、体积小、重量轻，易于运输、安装和架设的优点。
2、本实用新型提供的全向微带天线阵，在性能上还具有以下有益的效果：
一般的水平极化天线，很容易在水平面上出现波束宽度偏离天线的法线方向的缺陷；并且一般的水平面波束宽度在35°～50°的天线，天线在水平面上时会出现副瓣的，而且天线的波束宽度越窄，副瓣越高，最高可达-13dB；
本实用新型提供的全向微带天线阵作为一种水平极化类型的天线，具有在天线水平面的波束宽度不出现倾斜的优点；并且当天线阵在水平面方向上，没有出现副瓣。
附图说明
图1是全向微带天线阵分布的俯视图；
图2是定向天线的正向视图；
图3是定向天线的侧向视图；
图4是金属反射板的截面视图；
图5是微带板的正向视图；
图6是微带板的背向视图。
其中，1为定向天线，2为金属反射板，3为绝缘支撑柱，4为微带板，5为同轴电缆传输线，6为微带缝隙，7为微带传输线，8为耦合线。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
如图1所示，一种全向微带缝隙天线阵，由分别分布在正八面体的每个边上的八个水平面波束宽度在35°～50°的定向天线1构成；定向天线1分布在正八面体的每个边的正中间，正八面体的中心到每个边的距离为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.25～2倍。
如图2、图3所示，定向天线1包括金属反射板2，绝缘支微撑柱3和带板4；微带板4通过绝缘支撑柱3固定在金属反射板2的正面；微带板4与金属反射板5的距离为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍。
如图4所示，金属反射板2的截面为“U”形，其底面的宽度为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.25～0.45倍，其侧边高度为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍；在金属反射板2的背面还设有同轴电缆传输线5。
如图5所示，微带板4的正面设有形成辐射单元的微带缝隙6，微带板4的宽度为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.15～0.45倍；微带板4包括介电常数为2.2～3.5、厚度为0.5mm～2mm介质板，并在介质板的双面涂覆有厚度为18μm～36μm的铜箔；
微带缝隙6呈直线排列，微带缝隙6通过光绘工艺在微带板4的铜箔上腐蚀而形成；每个微带缝隙6呈长方形，相邻微带缝隙6之间距离为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍，微带缝隙6的数量多少取决于定向天线1的增益高低，微带板4的长度取决于微带缝隙6数量的多少。
如图6所示，在微带板4的背面还设有微带传输线7，传输线7通过在微带板4的背面通过光绘工艺在铜箔上腐蚀而形成；微带线7上设有耦合线8，能量通过耦合线8耦合到微带板正面对应的微带缝隙6上并辐射出去；
耦合线8的中心与微带板4正面对应耦合的微带缝隙6最近的一端的距离为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.01～0.1倍；相邻耦合线8之间距离为定向天线1的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍。
如图5、图6所示，本实用新型将微带缝隙6组成的辐射单元与微带传输线8，分别通过光绘工艺刻蚀在微带板4正面、背面的铜箔上，从而大大的减少了定向天线的体积、重量，为全向天线阵的安装和架设创造了良好的条件。
以微带板正面刻蚀的10个缝隙形成辐射单元作为具体实施例说明，定向天线的中心频率预设为2GHz，水平面波束宽度是45°。金属反射板的长度为1.3m，宽度为0.3米，侧边的高度0.1m；微带缝隙的长度0.1m，宽度为0.006m，微带板与金属反射板的高度为0.05m，微带缝隙之间的距离为0.12m；正八面体中心到每个边的距离为0.4m。
以上述具体实施例进行天线检测表明，水平面波束宽度很容易达到45°，在天线水平面的波束宽度不出现倾斜现象，当天线阵在处于天线水平面时，不出现副瓣；而且由于天线的体积远远小于同种类型的天线，增强了抗风能力，同时也减少了天线的重量，有利于全向天线阵的安装和架设。
Claims (10)
1.一种全向微带缝隙天线阵，其特征在于，由分别分布在正八面体的每个边上的八个水平面波束宽度在35°～50°的定向天线(1)构成；所述的定向天线(1)包括金属反射板(2)，微带板(4)通过绝缘支撑柱(3)固定在金属反射板(2)的正面，微带板(4)的正面设有若干个微带缝隙(6)，在微带板(4)的背面还设有微带传输线(7)。
2.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述正八面体的中心到每个边的距离为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.25～2倍；定向天线(1)分布在正八面体的每个边的正中间。
3.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的定向天线(1)背面还设有同轴电缆传输线(5)。
4.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的金属反射板(2)的截面为“U”形，其底面宽度为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.25～0.45倍，其侧边高度为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍。
5.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的微带板(4)与金属反射板(2)的距离为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.02～0.1倍。
6.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的微带板(4)包括介电常数为2.2～3.5、厚度为0.5mm～2mm介质板，介质板的双面涂覆有厚度为18μm～36μm的铜箔；微带板(4)的宽度为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.15～0.45倍。
7.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的微带缝隙(6)在微带板(4)的正面呈直线排列，每个微带缝隙(6)呈长方形，相邻微带缝隙(6)之间的距离为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍，微带缝隙(6)数量的多少依赖于定向天线(1)的增益高低。
8.如权利要求7所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的微带缝隙(6)的长度为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.3～0.7倍，其宽度为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.05～0.2倍。
9.如权利要求1所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的微带传输线(7)含有耦合线(8)。
10.如权利要求9所述的全向微带缝隙天线阵，其特征在于，所述的耦合线(8)的中心与微带板(4)正面对应的微带缝隙(6)最近的一端的距离为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.01～0.1倍；相邻耦合线(8)之间距离为定向天线(1)的中心频率在空气中的波长的0.6～0.9倍。
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