CN205900775U - 圆极化全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆极化全向天线，包括间隔相对设置的辐射基板和馈电合路基板、设置在所述辐射基板的背向所述馈电合路基板的表面上的水平辐射部、设置在所述辐射基板和所述馈电合路基板之间的垂直辐射部、以及设置在所述馈电合路基板的背向所述辐射基板的表面上的馈电合路网络；所述垂直辐射部分别与所述水平辐射部和馈电合路网络连接。本实用新型的圆极化全向天线，通过把天线的辐射部分分成水平极化和垂直极化两个部分来实现圆极化，使得天线的高度得到了极大的减缩,约为普通单极子天线的三分之一甚至更低，实现小型化设置。

Description

圆极化全向天线

技术领域

本实用新型涉及一种天线，尤其涉及一种圆极化全向天线。

背景技术

天线的极化作为天线性能的一个重要参数，是指在一个发射天线辐射时，其最大辐射方向上，随着时间变化电场矢量(端点)在空间描出的轨迹。

随着科学技术和社会的不断发展，对天线的性能要求也越来越高，在现代的无线应用系统中，普通的线极化天线已很难满足人们的需求，圆极化天线的应用越来越广泛，由于圆极化天线具有：可接收任意极化的来波且其辐射波也可由任意极化天线接收；旋向正交性；极化波入射到反射物(如平面、球面等)是旋向逆转，不同旋向的电磁波具有较大数值的极化隔离等特点，因此，圆极化天线被广泛应用在通信、雷达、电子侦察与电子干扰等各个方面，研究圆极化天线具有巨大的社会效益、经济效益和军事效益。

在很多实际应用中，要求圆极化天线具有全向辐射特性，这使得这类圆极化全向天线的设计与普通的圆极化天线的设计既有共性又有很大的差别。目前，从原理上来看，主要有以下两种：采用多个圆极化天线单元的排列组合，每个圆极化天线单元覆盖一定的方位角，通过多个单元的组合方式来实现全向的圆极化；或者，通过具有全向辐射特性的天线，通过馈入圆极化波来实现天线的全向圆极化。不管采用哪种方式，想要获得一种小型化的圆极 化全向天线都是很大的挑战。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于，提供一种可实现小型化的圆极化全向天线。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种圆极化全向天线，包括间隔相对设置的辐射基板和馈电合路基板、设置在所述辐射基板的背向所述馈电合路基板的表面上的水平辐射部、设置在所述辐射基板和所述馈电合路基板之间的垂直辐射部、以及设置在所述馈电合路基板的背向所述辐射基板的表面上的馈电合路网络；所述垂直辐射部分别与所述水平辐射部和馈电合路网络连接。

优选地，所述水平辐射部包括多根蚀刻形成在所述辐射基板表面上的金属辐射线；

多根所述金属辐射线的一端沿所述辐射基板圆周朝向同一个方向延伸，另一端向所述辐射基板的中心方向弯折延伸。

优选地，多根所述金属辐射线的所述另一端的末端沿所述辐射基板圆周方向向同一个方向弯折。

优选地，所述垂直辐射部包括多根围绕所述辐射基板的中心分布在所述辐射基板边缘的金属柱；

所述金属柱一端与对应的所述金属辐射线连接，另一端与所述馈电合路网络连接。

优选地，所述馈电合路网络包括多根蚀刻形成在所述馈电合路基板上的微带线；多根所述微带线的一端相接形成天线的总输入端，另一端分别与对 应的所述金属柱连接。

优选地，所述圆极化全向天线还包括射频接头，所述射频接头与所述总输入端连接。

优选地，所述辐射基板的直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为所述圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。

优选地，所述水平辐射部在所述辐射基板上分布的直径为0.18-0.2λ，所述垂直辐射部在所述辐射基板和馈电合路基板之间的长度为0.04-0.06λ；

所述馈电合路基板的直径为0.18λ-0.22λ。

优选地，所述圆极化全向天线还包括具有内腔的柱形金属反射围边；所述馈电合路基板安装在所述金属反射围边一端上。

优选地，所述金属反射围边的高度为0.1λ，直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为所述圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。

本实用新型的圆极化全向天线，通过把天线的辐射部分分成水平极化和垂直极化两个部分来实现圆极化，使得天线的高度得到了极大的减缩,约为普通单极子天线的三分之一甚至更低，实现小型化设置。

通过水平辐射部的金属辐射线在辐射基板上的弯折设置，进一步可以将天线的整体面积减小设置，从而在高度和面积两个方面都实现了小型化。通过金属反射围边的设置，有助于提高天线的方向图不圆度，使得天线的电气性能更好。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明，附图中：

图1是本实用新型一实施例的圆极化全向天线的立体结构示意图；

图2是图1所示圆极化全向天线的侧视图；

图3是图1所示圆极化全向天线的俯视图；

图4是图1中馈电合路基板的仰视图。

具体实施方式

为了对本实用新型的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本实用新型的具体实施方式。

如图1、4所示，本实用新型一实施例的圆极化全向天线，包括辐射基板1、馈电合路基板2、水平辐射部10、垂直辐射部20以及馈电合路网络30。辐射基板1和馈电合路基板2间隔相对设置；水平辐射部10设置在辐射基板1的背向馈电合路基板2的表面上，垂直辐射部20设置在辐射基板1和馈电合路基板2之间，水平辐射部10和垂直辐射部20分别用于辐射水平极化波和垂直极化波，两种极化波在空中合成圆极化波，从而实现天线的圆极化；馈电合路网络30设置在馈电合路基板2的背向辐射基板1的表面上，并且，垂直辐射部20分别与水平辐射部10和馈电合路网络30连接。

天线以图1、2所示方向放置，辐射基板1和馈电合路基板2上下间隔相对，水平辐射部10设置在辐射基板1的上表面。垂直辐射部20位于辐射基板1的下方，可以理解为支撑在辐射基板1和馈电合路基板2之间。水平辐射部10和垂直辐射部20形成天线的辐射单元。

其中，辐射基板1为高介电常数、低损耗的复合高频板，满足天线电气性能要求。

水平辐射部10包括多根蚀刻形成在辐射基板1表面上的金属辐射线11。优选地，金属辐射线11为具有一定厚度的铜箔形成，表面覆有电镀锡，使得 金属辐射线11具有良好的抗氧化性及焊接性。

如图1、3所示，多根金属辐射线11的一端111沿辐射基板1圆周朝向同一个方向延伸，另一端112向辐射基板1的中心方向弯折延伸，这样可以减小金属辐射线11整体在辐射基板1圆周上的延伸长度，利于辐射基板1面积的减小设置，从而可在高度和面积两个方面都实现了天线的小型化设置。金属辐射线11的向辐射基板1的中心方向弯折延伸的另一端112之间不相接。

进一步地，多根金属辐射线11的另一端112的末端沿辐射基板1圆周方向向同一个方向弯折，进一步增大各金属辐射线11末端之间的间隔。

垂直辐射部20包括多根围绕辐射基板1的中心分布在辐射基板1边缘的金属柱21。金属柱21可以垂直或倾斜设置在辐射基板1和馈电合路基板2之间。

金属柱21的数量与金属辐射线11的数量一致。金属柱21一端与对应的金属辐射线11连接，另一端与馈电合路网络30连接。

优选地，金属柱21为黄铜制成，表面覆有电镀锡。

如图1、4所示，馈电合路基板2为高介电常数、低损耗的复合高频板，满足天线电气性能要求。

馈电合路网络30包括多根蚀刻形成在馈电合路基板2上的微带线31。多根微带线31的一端相接形成天线的总输入端40，另一端分别与对应的金属柱21连接。微带线31的数量与金属柱21的数量一致。

优选地，微带线31为具有一定厚度的铜箔形成，表面覆有电镀锡，使得金属辐射线11具有良好的抗氧化性及焊接性。

进一步地，该圆极化全向天线还包括射频接头4，射频接头4与总输入端40连接。

结合图1、3、4所示，本实施例中，水平辐射部10包括四根金属辐射线11，围绕辐射基板1的中心均匀分布在辐射基板1的边缘上。对应地，垂直辐射部20包括四根金属柱21，对应金属辐射线11分布在辐射基板1下表面的边缘和馈电合路基板2之间；馈电合路网络30包括四根微带线31。每一根金属柱21的一端与对应的一根金属辐射线11连接，另一端与对应的一个微带线11的一端连接，其中的连接可通过焊锡牢靠连接。此外，本实施例中，四根微带线31的一端相接，从而馈电合路网络30整体呈十字形。

作为选择，辐射基板1的直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。

水平辐射部10在辐射基板1上分布的直径为0.18-0.2λ，垂直辐射部20在辐射基板1和馈电合路基板2之间的长度(高度)为0.04-0.06λ；

馈电合路基板2的直径为0.18λ-0.22λ，从而可等于或大于辐射基板1的直径。

进一步地，该圆极化全向天线还包括具有内腔的柱形金属反射围边3。馈电合路基板2可通过螺钉等紧固件5安装在金属反射围边3的一端上，馈电合路基板2设有馈电合路网络30的表面朝向金属反射围边3，从而馈电合路网络30可位于金属反射围边3的内腔中。金属反射围边3有助于提高天线的方向图不圆度，使得天线的电气性能更好。

作为优选，金属反射围边3的高度可以为0.1λ，直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。金属反射围边3的直径可以与辐射基板1的直径一致或大于辐射基板1的直径。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种圆极化全向天线，其特征在于，包括间隔相对设置的辐射基板和馈电合路基板、设置在所述辐射基板的背向所述馈电合路基板的表面上的水平辐射部、设置在所述辐射基板和所述馈电合路基板之间的垂直辐射部、以及设置在所述馈电合路基板的背向所述辐射基板的表面上的馈电合路网络；所述垂直辐射部分别与所述水平辐射部和馈电合路网络连接。

2.根据权利要求1所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述水平辐射部包括多根蚀刻形成在所述辐射基板表面上的金属辐射线；

多根所述金属辐射线的一端沿所述辐射基板圆周朝向同一个方向延伸，另一端向所述辐射基板的中心方向弯折延伸。

3.根据权利要求2所述的圆极化全向天线，其特征在于，多根所述金属辐射线的所述另一端的末端沿所述辐射基板圆周方向向同一个方向弯折。

4.根据权利要求2所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述垂直辐射部包括多根围绕所述辐射基板的中心分布在所述辐射基板边缘的金属柱；

所述金属柱一端与对应的所述金属辐射线连接，另一端与所述馈电合路网络连接。

5.根据权利要求4所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述馈电合路网络包括多根蚀刻形成在所述馈电合路基板上的微带线；多根所述微带线的一端相接形成天线的总输入端，另一端分别与对应的所述金属柱连接。

6.根据权利要求5所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述圆极化全向天线还包括射频接头，所述射频接头与所述总输入端连接。

7.根据权利要求1-6任一项所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述辐射基板的直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为所述圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。

8.根据权利要求7所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述水平辐射部在所述辐射基板上分布的直径为0.18-0.2λ，所述垂直辐射部在所述辐射基板和馈电合路基板之间的长度为0.04-0.06λ；

所述馈电合路基板的直径为0.18λ-0.22λ。

9.根据权利要求1-6任一项所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述圆极化全向天线还包括具有内腔的柱形金属反射围边；所述馈电合路基板安装在所述金属反射围边一端上。

10.根据权利要求9所述的圆极化全向天线，其特征在于，所述金属反射围边的高度为0.1λ，直径为0.18λ-0.22λ，其中λ为所述圆极化全向天线的工作频率对应在空气中的工作波长。