CN207651657U - 一种圆极化全向天线 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种圆极化全向天线，其包括水平辐射单元、辐射基板、垂直辐射单元、馈电合路网络、馈电合路基板和支持体。水平辐射单元设置于辐射基板的上表面，包括至少一路辐射线；垂直辐射单元设置于辐射基板与馈电合路基板之间，包括至少一路辐射柱；馈电合路网络设置于馈电合路基板的下表面，包括至少一路微带线；馈电合路基板安置于支持体上；一路辐射线、一路辐射柱与一路微带线对应并依次连接。本实用新型的技术方案能够使圆极化全向天线达到更为小型化的要求。

Description

一种圆极化全向天线

技术领域

本实用新型涉及天线全向技术领域，具体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，是指对于一次发射天线辐射，在最大辐射方向上，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，使用者对天线的性能要求也越来越高。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，使得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。

目前，现有技术的圆极化天线规格过大，存在许多使用缺陷，由于圆极化天线具有全向辐射特性，其与普通天线的设计既有共性又有很大的差别，难以根据普通天线的设计对圆极化天线进行改进，因此目前还很难研制小型化的圆极化全向天线。

实用新型内容

本申请提供一种圆极化全向天线，其包括水平辐射单元、辐射基板、垂直辐射单元、馈电合路网络、馈电合路基板和支持体；所述水平辐射单元设置于所述辐射基板的表面，包括至少一路辐射线；所述垂直辐射单元设置于所述辐射基板与所述馈电合路基板之间，包括至少一路辐射柱；所述馈电合路网络设置于所述馈电合路基板的表面，包括至少一路微带线；所述馈电合路基板安置于所述支持体上；一路辐射线、一路辐射柱与一路微带线对应并依次连接。

本实用新型的技术方案能够使圆极化全向天线达到更为小型化的要求。

附图说明

图1为实施例一的圆极化全向天线结构示意图；

图2为实施例一的天线的水平辐射单元及辐射基板结构示意图；

图3为实施例一的圆极化全向天线结构示意图；

图4为实施例一的天线的馈电合路网络及馈电合路基板结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

实施例一：

如图1至图4所示为本实施例的小型化圆极化全向天线，其包括水平辐射单元1、辐射基板2、垂直辐射单元3、馈电合路网络4、馈电合路基板5和支持体6。

如图2所示，水平辐射单元1包括四路金属辐射线，辐射线蚀刻于辐射基板2上表面，并绕辐射基板2的中心沿辐射基板2呈均匀中心对称分布。

如图3所示，垂直辐射单元3包括四路金属辐射柱，辐射基板2的中心与馈电合路基板5的中心的连线形成中轴线，四路辐射柱绕该中轴线在辐射基板2与馈电合路基板5之间均匀对称分布。以其中一路辐射柱即第一辐射柱31为例，第一辐射柱31与其它三路辐射柱分别立于支持体6上部的四个角位置，共同支撑起辐射基板2。

水平辐射单元与垂直辐射单元组合形成天线的辐射功能部分，每一路辐射线与对应一路辐射柱形成一组辐射功能结构，辐射线辐射水平极化波，辐射柱辐射垂直极化波，通过调整辐射线与辐射柱的长度，两种极化波在空中合成为圆极化波。

如图4所示，馈电合路网络4包括四路微带线，微带线蚀刻于馈电合路基板5下表面并绕馈电合路基板5的中心沿馈电合路基板5均匀对称分布。

各辐射线、辐射柱与微带线对应构成一组结构，并依次连接从而三者合为一体，从而水平辐射单元1、垂直辐射单元3与馈电合路网络4构成四组结构，四路微带线分别实现对四个“辐射线-辐射柱”组合的等辐同相馈电。具体地，辐射基板2与馈电合路基板5分别设置有相应的安装孔，金属柱上端与对应的金属辐射线相连接,下端与对应的微带线连接，可以通过焊锡固定牢固。

具体地，辐射基板2为圆形，四路辐射线分别沿辐射基板2的四分之一圆弧分布；各路辐射线的第一端开路，各路辐射线的第二端分别连接至对应的辐射柱的第一端(辐射柱上端)。以其中一路辐射线即第一辐射线11为例，其占据辐射基板2四分之一的圆弧并且开路一端从圆弧的线路向辐射基板2内部方向延伸。馈电合路基板5也为圆形，四路微带线中，各路微带线的第一端合于馈电合路基板5的中心从而形成天线的总输入端并连接至射频接头7，各路微带线的第二端延伸到馈电合路基板5的边缘并分别连接至对应的辐射柱的第二端(辐射柱下端)。以其中一路微带线即第一微带线41为例，其与其它三路微带线共同构成“十”字形。

支持体6为圆柱形腔体或实体的金属反射围边，馈电合路基板5与支持体6通过螺钉8相连接，使得馈电合路基板5安置于支持体6上。具体地，金属反射围边6的外部尺寸根据馈电合路基板5的安装要求加工而成，金属反射围边6为一体成型加工，馈电合路基板5上设有相应安装通孔，金属反射围边6上设有相应螺纹孔，通过螺钉8至上而下即可将馈电合路基板5固定安装在金属反射围边6上。

优选地，在材料选用上，辐射线为表面涂覆电镀锡的铜箔；辐射柱为表面涂覆电镀锡的黄铜棒；微带线为表面涂覆电镀锡的铜箔，具有良好的防氧化性及焊接性；辐射基板2与馈电合路基板5均为高介电常数、低损耗的复合高频板，能够满足天线的电气性能要求。

优选地，在尺寸设计上，辐射基板2的直径为0.18λ至0.22λ；辐射线的长度为0.18λ至0.2λ；辐射柱的长度为0.04λ至0.06λ；辐射线与辐射柱相加约为0.25λ。馈电合路基板5的直径为0.18λ至0.22λ。支持体6的高度为0.1λ，其上下圆面的直径为0.18λ至0.22λ。本实施例中，λ为天线的工作频率在空气中对应的工作波长。

本实施例的技术方案能够使圆极化全向天线达到更为小型化的要求。通过把天线的辐射部分分成垂直极化和水平极化两个单元来实现圆极化，使得天线的高度得到极大的减缩，约为普通单极子天线的三分之一甚至更低。通过在高介电常数基板上的加载水平辐射单元，以及水平辐射部分金属辐射线的弯折设计，可以将天线的整体面积及体积做得非常小，从而天线在高度和面积两个方面都实现了小型化。天线实现全向性的原理是天线的多个辐射单元得到等辐同相馈电，这就使得馈电合路网络的设计得到了简化，使得天线进一步具备了小型化的优点。在天线下方安装一个圆柱形的金属反射围边，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。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种圆极化全向天线，其特征在于，

包括水平辐射单元(1)、辐射基板(2)、垂直辐射单元(3)、馈电合路网络(4)、馈电合路基板(5)和支持体(6)；

所述水平辐射单元设置于所述辐射基板的表面，包括至少一路辐射线；

所述垂直辐射单元设置于所述辐射基板与所述馈电合路基板之间，包括至少一路辐射柱；

所述馈电合路网络设置于所述馈电合路基板的表面，包括至少一路微带线；

所述馈电合路基板安置于所述支持体上；

所述至少一路辐射线、至少一路辐射柱和至少一路微带线中，每一路辐射线都对应一路辐射柱以及一路微带线，并依次连接。

2.如权利要求1所述的天线，其特征在于，

当包括多路辐射线时，所述多路辐射线在所述辐射基板的表面呈均匀对称分布；

当包括多路辐射柱时，所述多路辐射柱在所述辐射基板与所述馈电合路基板之间形成对称结构；

当包括多路微带线时，所述多路微带线在所述馈电合路基板的表面形成对称结构。

3.如权利要求2所述的天线，其特征在于，

所述水平辐射单元包括四路辐射线；

所述垂直辐射单元包括四路辐射柱；

所述馈电合路网络包括四路微带线。

4.如权利要求3所述的天线，其特征在于，

所述四路辐射线绕所述辐射基板的中心呈均匀中心对称分布；

所述辐射基板的中心与所述馈电合路基板的中心的连线形成中轴线，所述四路辐射柱绕该中轴线在所述辐射基板与所述馈电合路基板之间均匀对称分布；

所述四路微带线绕所述馈电合路基板的中心均匀对称分布。

5.如权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述辐射基板为圆形或近似圆形，所述四路辐射线分别沿所述辐射基板的四分之一圆弧分布；各路辐射线的第一端开路，各路辐射线的第二端分别连接至对应的辐射柱的第一端；

所述馈电合路基板为圆形或近似圆形，所述四路微带线中，各路微带线的第一端合于所述馈电合路基板的中心，各路微带线的第二端延伸到所述馈电合路基板的边缘并分别连接至对应的辐射柱的第二端。

6.如权利要求4所述的天线，其特征在于，

所述四路微带线的中，各路微带线的第一端合于所述馈电合路基板的中心从而形成所述天线的输入端，并连接至射频接头。

7.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，

所述支持体为金属反射围边；

所述辐射线为蚀刻于所述辐射基板上表面的金属辐射线；

所述辐射柱为金属辐射柱；

所述微带线为蚀刻于所述馈电合路基板下表面的金属微带线。

8.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，

所述辐射线为表面涂覆电镀锡的铜箔；

所述辐射基板为高介电常数、低损耗的复合高频板；

所述辐射柱为表面涂覆电镀锡的黄铜棒；

所述微带线为表面涂覆电镀锡的铜箔；

所述馈电合路基板为高介电常数、低损耗的复合高频板。

9.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，

所述辐射基板的直径为0.18λ至0.22λ；

所述辐射线的长度为0.18λ至0.2λ；

所述辐射柱的长度为0.04λ至0.06λ；

所述馈电合路基板的直径为0.18λ至0.22λ；

其中，λ为所述天线的工作频率在空气中对应的工作波长。

10.如权利要求1-6任一项所述的天线，其特征在于，

所述支持体为圆柱形腔体或实体，所述馈电合路基板与所述支持体通过连接件相连接；

所述支持体的高度为0.1λ，其上下圆面的直径为0.18λ至0.22λ；

其中，λ为所述天线的工作频率在空气中对应的工作波长。