CN216671931U - 一种新型x波段全向天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型X波段全向天线，包括缝隙波导和金属板，所述缝隙波导为中空薄壁长方体结构，在其两侧波导宽边开有若干对称且相对通的辐射缝隙；所述缝隙波导垂直置于金属板上，且该缝隙波导靠近金属板一端设有馈电端，该馈电端同时位于所述金属板的中心。本发明X波段全向天线具有低损耗、高效率、方向性高的特点。
Description
技术领域
本发明涉及太阳能应用技术领域，具体为一种新型X波段全向天线。
背景技术
全向天线是指在方位面内无方向性，即实现360°均匀辐射，俯仰面内有一定波束宽度的天线。全向天线有着不可替代的作用，广泛应用于移动通信、射频识别、广播电视、气象探测等场合以及电子对抗、卫星通信、雷达探测、空间飞行器等方向。
全向天线可实现信号在空间的全方位覆盖并接收任何方向的入射波。与传统机械扫描天线和相控阵天线相比，全向天线可自然实现360°全向覆盖，并且具有结构相对简单，生产成本低的优点。
但是X波段传统全向天线具有方向性不高，结构复杂等缺点，需要寻求设计一种经济实用的新型全向天线。
发明内容
为了解决上述问题，本发明公开了一种新型X波段全向天线，具有效率高，方向性好，结构简单，易加工等优点。
一种新型X波段全向天线，包括缝隙波导和金属板，缝隙波导为中空薄壁长方体结构，在其两侧波导宽边开有若干对称且相对通的辐射缝隙；缝隙波导垂直置于金属板，该缝隙波导靠近金属板一端设有馈电端，该馈电端同时位于所述金属板的中心。
作为优选，一侧波导宽边上相邻所述辐射缝隙的中心间距为1/3至1/2波导波长，辐射缝隙的长度为1/4至1/3波导波长，宽度为1/20至1/10波导波长。
作为优选，波导宽边上首个及末个辐射缝隙的缝中心距离与其相邻的波导宽边1/4个波导波长，形成驻波阵。
作为优选，辐射缝隙与波导宽边中心线之间的偏置距离为1/5至1/10个波导波长，且该辐射缝隙交替分布于所述导宽边中心线两侧。
作为优选，金属板作为接地面，形状为长、宽一致的方形，其中长、宽均为5-6倍的波导波长。
作为优选，天线的馈电端为同轴探针，该同轴探针穿过金属板插入波导，且位于缝隙波导与金属板接触截面的中心位置。
作为优选，同轴探针的内导体分为两部分，一部分内导体垂直插入所述金属板，穿过金属板垂直插入缝隙波导，另一部分内导体在缝隙波导内向波导宽边方向弯曲并接触该波导宽边的内壁。
作为优选，同轴探针内导体的两部分直径不同，以匹配由同轴探针插入波导引起的反射。
作为优选，同轴探针的深度可调节，通过调节同轴探针的插入深度以匹配由同轴探针插入波导引起的反射，从而调节同轴探针馈电端口的电压驻波比。
作为优选，将所述金属板作为接地面，通过镜像法将缝隙波导镜像至金属板另一侧，使两个缝隙波导关于金属板对称。金属板上方、下方各有一个相同的波导，有了金属板，实际上只有一个波导，但有两个波导的等效效果。
有益效果：
(1)本发明对X波段全向天线的结构进行了创新性设计，在波导上开有一定数量的辐射缝隙，辐射缝隙两侧波导宽边对称且对穿，结构简单，制作方便；
(2)本发明的金属板作为接地面，利用镜像法，可以提高全向天线的方向性系数；
(3)本发明的馈电方式采用同轴探针馈电，同轴探针的内导体可由直径在1-2mm之内的导体组成，以匹配由同轴探针插入波导引起的反射，从而调节同轴探针馈电端口的电压驻波比，达到良好的辐射效果；
(4)本发明X波段全向天线具有低损耗、高效率、方向性高的特点。
附图说明
图1为本发明一个实施例的X波段全向天线的三维结构示意图；
图2为本发明中一个实施例的X波段全向天线的侧视图；
图3为本发明中一个实施例的X波段全向天线采用馈电方式示意图。
附图标记：1-缝隙波导，2-金属板，3-辐射缝隙。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明公开了一种新型X波段全向天线设计，工作频率为8.1-9GHz。如图1至图2所示，包括缝隙波导1和金属板2，缝隙波导1为中空薄壁长方体结构，本实施例的缝隙波导1采用BJ100标准波导。在缝隙波导1的两侧波导宽边上开若干辐射缝隙3，两侧波导宽边上的辐射缝隙3对称且相对通。
全向天线辐射缝隙个数越大，则天线的增益越大，根据设计需要，本实施例取辐射缝隙数量共为8个，即一侧波导宽边上开有4个辐射缝隙。可由增益或俯仰面波束宽度要求，增加辐射缝隙个数，原理与此相同。4个辐射缝隙与波导宽边中心的偏置距离均为1/15至1/10波导波长，此处的波导宽边为波导宽边的中心线。
波导的馈电端位于金属板中心。金属板作为接地面，利用镜像法，可以提高全向天线的方向性系数。金属板为方形，长、宽大小一致，均为5-6倍的波导波长。
本实施例取辐射缝隙3的数量为8个，一侧波导宽边上开有4个辐射缝隙。一侧波导宽边上相邻辐射缝隙的中心间距为1/3至1/2波导波长，辐射缝隙的长度为1/4至1/3波导波长，宽度为1/20至1/10波导波长。波导宽边上首个及末个辐射缝隙的中心距离与其相邻的波导宽边1/5至1/4波导波长，形成驻波阵。本实施例取的全向天线辐射缝隙个数为8个，具体的可由增益或俯仰面波束宽度要求，增加辐射缝隙个数。
缝隙波导1垂直于金属板2，与金属板2的接触面为矩形面。缝隙波导1靠近金属板2的一端设有馈电端，该馈电端为同轴探针。本发明X波段全向天线采用馈电方式如图3所示，同轴探针穿过金属板从波导的一端插入波导，使同轴探针位于波导截面的中心位置。同轴探针的内导体弯曲至波导内壁，调节同轴探针的插入深度以匹配由同轴探针插入波导引起的反射，从而调节同轴探针馈电端口的电压驻波比。同轴探针由直径在1-2mm之内的导体组成，仿真时通过驻波匹配以确认内导体的具体数值。
仿真时通过镜像法，将该缝隙波导镜像反射至金属板的另一侧，即金属板下方镜像有一个相同波导，等同于两个波导；实际上只有一个波导，有了金属板，好像有了两个波导的等效效果，可以提高全向天线的方向性系数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种新型X波段全向天线，其特征在于：包括缝隙波导和金属板，所述缝隙波导为中空薄壁长方体结构，在其两侧波导宽边开有若干对称且相对通的辐射缝隙；所述缝隙波导垂直置于金属板，该缝隙波导靠近金属板一端设有馈电端，该馈电端同时位于所述金属板的中心。
2.根据权利要求1所述的新型X波段全向天线，其特征在于：一侧波导宽边上相邻所述辐射缝隙的中心间距为1/3至1/2波导波长，辐射缝隙的长度为1/4至1/3波导波长，宽度为1/20至1/10波导波长。
3.根据权利要求2所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述波导宽边上首个及末个辐射缝隙的缝中心距离与其相邻的波导宽边1/4个波导波长，形成驻波阵。
4.根据权利要求3所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述辐射缝隙与波导宽边中心线之间的偏置距离为1/5至1/10个波导波长，且该辐射缝隙交替分布于所述导宽边中心线两侧。
5.根据权利要求4所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述金属板作为接地面，形状为长、宽一致的方形，其中长、宽均为5-6倍的波导波长。
6.根据权利要求1或5所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述天线的馈电端为同轴探针，该同轴探针穿过金属板插入波导，且位于缝隙波导与金属板接触截面的中心位置。
7.根据权利要求6所述的新型X波段全向天线，其特征在于：同轴探针的内导体分为两部分，一部分内导体垂直插入所述金属板，穿过金属板垂直插入缝隙波导，另一部分内导体在缝隙波导内向波导宽边方向弯曲并接触该波导宽边的内壁。
8.根据权利要求7所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述同轴探针内导体的两部分直径不同，以匹配由同轴探针插入波导引起的反射。
9.根据权利要求7或8所述的新型X波段全向天线，其特征在于：所述同轴探针的深度可调节，通过调节同轴探针的插入深度以匹配由同轴探针插入波导引起的反射，从而调节同轴探针馈电端口的电压驻波比。
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| CN202123407964.2U CN216671931U (zh) | 2021-12-31 | 2021-12-31 | 一种新型x波段全向天线 |
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| CN (1) | CN216671931U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114927844A (zh) * | 2022-07-20 | 2022-08-19 | 南京天朗防务科技有限公司 | Ku波段的波导滤波器 |
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2021
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