CN211858900U - 一种天线阵列 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了种一种天线阵列，包括基板及设置在所述基板一表面上的N个天线单元；N个所述天线单元的中心在同一圆周上，以形成圆形阵列，其中，N≥2且N为整数；各天线单元的极化方向均不相同；每个所述天线单元均包括第一线极化天线和第二线极化天线，所述第一线极化天线与第二线极化天线平行设置，且所述第一线极化天线的两端与所述第二线极化天线的两端平齐。将多个天线单元排布为圆形阵列，各天线单元的极化方向均不相同，从而保证可全方向接收电磁波，无接收死角，即该圆形阵列可接收到任一极化方向的来波，从而可测得至少一个天线单元的相位差，进而可根据相位差确定来波方向。
Description
技术领域
本实用新型涉及无线通讯领域，特别涉及一种天线阵列。
背景技术
近年来，随着用户需求的增加，无线定向技术受到越来越多的关注。现有的定向技术采用相位测向法，即多个天线接收同一移动点发射出的电磁波，每个天线接收的电磁波的相位不同，通过测量各天线之间的相位差来确定来波方向。但是，天线仅能接收特定极化方向的来波，不能接收其他极化方向的来波，这样就无法得到各天线之间的相位差，从而无法确定来波方向。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种天线阵列，以解决天线仅能接收特定极化方向的来波，不能接收其他极化方向的来波，这样就无法得到各天线之间的相位差，从而无法确定来波方向的问题。
根据本实用新型的实施例，提供了一种天线阵列，包括基板及设置在所述基板一表面上的N个天线单元；
N个所述天线单元的中心在同一圆周上，以形成圆形阵列，其中，N≥2且N为整数；各天线单元的极化方向均不相同；
每个所述天线单元均包括第一线极化天线和第二线极化天线，所述第一线极化天线与第二线极化天线平行设置，且所述第一线极化天线的两端与所述第二线极化天线的两端平齐。
具体地，N个所述天线单元中的任一天线单元被确定为第一天线单元，所述第一天线单元与所述圆形阵列的径向方向相垂直，其他所述天线单元的极化方向分别与所述第一天线单元的极化方向之间形成预设角度的夹角；
所述预设角度按照如下公式计算得到，
具体地，所述第一线极化天线与所述第二线极化天线沿长度方向的中轴线之间的垂直距离小于
其中，λ为第一线极化天线和第二线极化天线接收的同一电磁波的波长。
具体地，所述基板为圆形板状结构，所述圆形阵列的中心与所述基板的中心相重合。
具体地，N个所述天线单元均匀分布在所述基板的圆周外缘。
具体地，所述基板为印制电路板。
具体地，所述印制电路板上设有与所述天线单元连接的射频电路。
具体地，所述第一线极化天线与第二线极化天线的极化方向与长度方向相同。
具体地，N＝6。
具体地，N＝8。
本实用新型实施例提供了一种天线阵列，将多个天线单元排布为圆形阵列，各天线单元的极化方向均不相同，保证可全方向接收电磁波，无接收死角，即该圆形阵列可接收到任一极化方向的来波，从而可测得至少一个天线单元的相位差，进而可根据相位差确定来波方向。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的一种天线阵列的工作原理图；
图2为本实用新型实施例提供的一种天线阵列的结构图。
其中，1-基板，2-天线单元，21-第一线极化天线，22-第二线极化天线。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
根据本实用新型的实施例，如图2所示，提供了一种天线阵列，包括基板1及设置在基板1一表面上的N个天线单元2；N个天线单元2的中心在同一圆周上，以形成圆形阵列，其中，N≥2且N为整数；各天线单元2的极化方向均不相同；每个天线单元2均包括第一线极化天线21和第二线极化天线22，第一线极化天线21与第二线极化天线22平行设置，且第一线极化天线21的两端与第二线极化天线22的两端平齐。
其中，第一线极化天线21和第二线极化天线22为参数和结构完全相同的天线，线极化天线可包括但不限于偶极子天线、单极子天线、环形天线等，以偶极子天线为例，偶极子天线可采用具有折臂的偶极子天线，与同样长度的支臂相比，可降低该方向的尺寸，进而减小偶极子天线的体积、降低重量，便于集成化和组成阵列，满足电子产品小型化使用的需求。并且将第一线极化天线21与第二线极化天线22平行设置，第一线极化天线21的两端与第二线极化天线22的两端平齐，以使第一线极化天线21和第二线极化天线22之间排除位置等其他因素对测向的影响，提高测向的准确性。N个天线单元2的中心在同一圆周上，每个天线单元2的中心为第一线极化天线21和第二线极化天线22在沿与基板1平行方向的截面的中点连线的1/2处，在实际制作中，天线单元2的中心可以不严格的在同一圆周上，可以存在一定范围内的误差。基板1可采用印制电路板，印制电路板上设有与天线单元2连接的射频电路，方便布线，以提高天线阵列的制作和安装效率。并且将多个天线单元2安装在同一基板1上，使用安装时，工作人员仅需将基板1固定在预定位置即可，避免工作人员对每个天线的位置进行勘测，从而降低工作量，提高工作效率。
具体地，如图1所示，若有一电磁波从天线视轴夹角φ的方向到达属于同一天线单元2的第一线极化天线21和第二线极化天线22，且该电磁波的波长为λ，第一线极化天线21和第二线极化天线22之间的距离为L，测得第一线极化天线21和第二线极化天线22所接收电磁波的相位差为η，则利用公式
计算得到天线视轴夹角φ，即测向值，但是，当L≥λ/2，对某方向入射的电磁波会使第一极化线极化天线和第二线极化天线22之间的相位差超过±180°的范围，但是测量值只能在±180°的范围内，此时，通过第一线极化天线21和第二线极化天线22之间得到的相位差计算得到的测向值就存在若干个可能，即不能保证实际的天线视轴夹角φ与相位差是一一对应的，因此，在本实施例中，通过设置多个天线单元2，然后通过上述方法计算所有天线单元2的测向值，再对所有测向值进行统计和处理，得到唯一真实的测向值，以消除测向的多值现象，提高测向的准确性。
本实用新型实施例提供了一种天线阵列，将多个天线单元2排布为圆形阵列，各天线单元2的极化方向均不相同，从而保证可全方向接收电磁波，无接收死角，即该圆形阵列可接收到任一极化方向的来波，从而可测得至少一个天线单元2的相位差，进而可根据相位差确定来波方向。
在上述实施例中，如图2所示，N个天线单元2中的任一天线单元2被确定为第一天线单元2，第一天线单元2与圆形阵列的径向方向相垂直，其他天线单元2的极化方向分别与第一天线单元2的极化方向之间形成预设角度的夹角；预设角度按照如下公式计算得到，
具体地，如图2所示，箭头方向为极化方向，以N＝8为例，其他天线单元2的极化方向分别与第一天线单元2的极化方向之间形成预设角度的夹角分别为22.5°、45°、67.5°、90°、112.5°、135°、157.5°，这样8个天线单元2具有不同的8个极化方向，形成全方向的天线阵列，以保证无接收死角，并且保证由足够多的天线单元2能够接收到同一电磁波，为测向计算提供足够多的相位差数据，提高测向的准确性。当然，上述为示例性的，N也可取其他值，例如,N为6，也可保证测向具有较好的准确性。
在上述实施例中，第一线极化天线21与第二线极化天线22沿长度方向的中轴线之间的垂直距离小于
其中，λ为第一线极化天线21和第二线极化天线22接收的同一电磁波的波长。
其中，第一线极化天线21与第二线极化天线22沿长度方向的中轴线之间的垂直距离小于
可保证实际的天线视轴夹角φ与相位差是一一对应的。
在上述实施例中，如图2所示，基板1为圆形板状结构，圆形阵列的中心与基板1的中心相重合，在制作过程中，工作人员可环绕基板1的中心，在基板1的一圆周上进行天线阵列的排布，方便制作。
在上述实施例中，如图2所示，N个天线单元2均匀分布在基板1的圆周外缘，这样可以减少天线单元2之间的相互遮挡，并且增大天线单元2之间的距离，减少天线单元2之间的耦合。
在上述实施例中，如图2所示，第一线极化天线21与第二线极化天线22的极化方向与长度方向相同，其中，极化方向与长度方向相同，即可通过第一线极化天线21和第二线极化天线22的长度方向的排布角度，掌握其极化方向，方便对每组天线单元2的第一线极化天线21和第二线极化天线22的排布，从而方便制作天线阵列。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (10)
1.一种天线阵列，其特征在于，包括基板(1)及设置在所述基板(1)一表面上的N个天线单元(2)；
N个所述天线单元(2)的中心在同一圆周上，以形成圆形阵列，其中，N≥2且N为整数；各天线单元(2)的极化方向均不相同；
每个所述天线单元(2)均包括第一线极化天线(21)和第二线极化天线(22)，所述第一线极化天线(21)与第二线极化天线(22)平行设置，且所述第一线极化天线(21)的两端与所述第二线极化天线(22)的两端平齐。
2.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，N个所述天线单元(2)中的任一天线单元(2)被确定为第一天线单元(2)，所述第一天线单元(2)与所述圆形阵列的径向方向相垂直，其他所述天线单元(2)的极化方向分别与所述第一天线单元(2)的极化方向之间形成预设角度的夹角；
所述预设角度按照如下公式计算得到，
3.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一线极化天线(21)与所述第二线极化天线(22)沿长度方向的中轴线之间的垂直距离小于
其中，λ为所述第一线极化天线(21)和第二线极化天线(22)接收的同一电磁波的波长。
4.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述基板(1)为圆形板状结构，所述圆形阵列的中心与所述基板(1)的中心相重合。
5.根据权利要求4所述的天线阵列，其特征在于，N个所述天线单元(2)均匀分布在所述基板(1)的圆周外缘。
6.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述基板(1)为印制电路板。
7.根据权利要求6所述的天线阵列，其特征在于，所述印制电路板上设有与所述天线单元(2)连接的射频电路。
8.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，所述第一线极化天线(21)与第二线极化天线(22)的极化方向与长度方向相同。
9.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，N＝6。
10.根据权利要求1所述的天线阵列，其特征在于，N＝8。
Priority Applications (1)
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| CN202020239610.8U CN211858900U (zh) | 2020-03-02 | 2020-03-02 | 一种天线阵列 |
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113488781A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-08 | 上海铂联通信技术有限公司 | 一种适用于多种环境下的测向天线系统 |
-
2020
- 2020-03-02 CN CN202020239610.8U patent/CN211858900U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113488781A (zh) * | 2021-06-09 | 2021-10-08 | 上海铂联通信技术有限公司 | 一种适用于多种环境下的测向天线系统 |
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Denomination of utility model: An antenna array Effective date of registration: 20230201 Granted publication date: 20201103 Pledgee: China Construction Bank Corporation Beijing Anhua Sub-branch Pledgor: Tsingoal(Beijing) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000098 |
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Granted publication date: 20201103 Pledgee: China Construction Bank Corporation Beijing Anhua Sub-branch Pledgor: Tsingoal(Beijing) Technology Co.,Ltd. Registration number: Y2023990000098 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |