CN2768224Y - 一种双层微带贴片平面阵定向天线 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双层微带贴片平面阵定向天线,包括接地板、N×N个贴片单元和馈电网络,其中N为大于或等于1的自然数,贴片单元包括对应设置的下层贴片和上层贴片,接地板为一个双面覆铜板的下表面,下层贴片及馈电网络为双面覆铜板上表面未被腐蚀掉的区域,下层贴片与馈电网络相连,上层贴片为一个单面覆铜板未被腐蚀掉的区域,覆铜板的厚度和介电常数可根据需要来选择,双面覆铜板和单面覆铜板通过介质支撑连接,中间间隔以空气。本实用新型由于采用覆铜板印刷工艺,保证了天线加工的一致性、便于调试和安装,适用于批量生产,天线厚度薄,重量轻,便于和终端设备集成一体,同时又具有抛物面天线和短背射天线高增益、高前后比的优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及通信基站天线领域,尤其涉及移动通信基站天线领域中的平面定向天线。
背景技术
随着无线接入技术和无线宽带网技术的蓬勃发展,对3.5G和5.8G两个频段的天线的需求也与日俱增。通信系统对电磁信号的传输和覆盖有不同的需要,不但需要实现信号覆盖功能的扇形方向图天线,而且需要用于点对点信号传输的高增益笔形波束方向图的天线;为了减小对周围其它通信设备的影响,还要求天线有较低的旁瓣电平和较高的前后比,同时还要考虑天线安装架设的实际需要,以及与周围环境的协调性,因此,要求天线具有频带宽、体积小,重量轻、外形美观、安装方便等特点。
目前用于点对点传输的天线主要有抛物面天线和短背射天线,虽然这两类天线都具有高增益、高前后比等优良的电气性能指标,但由于天线的体积大,重量大,给天线的安装架设带来很多不便,而且也与环境不和谐,再加上制造工艺复杂,成本高等诸多缺点,限制了这两种天线的实际使用范围。
实用新型内容
本实用新型的所要解决的问题是提供一种适用于高频信号传输的双层微带贴片平面阵定向天线。
本实用新型所采用的技术方案是:双层微带贴片平面阵定向天线包括接地板、N×N个贴片单元和馈电网络,其中N为大于或等于1的自然数,贴片单元包括对应设置的下层贴片和上层贴片,接地板为一个双面覆铜板的下表面,下层贴片及馈电网络为双面覆铜板上表面未被腐蚀掉的区域,下层贴片与馈电网络相连,上层贴片为一个单面覆铜板未被腐蚀掉的区域,覆铜板的厚度和介电常数可根据需要来选择,双面覆铜板和单面覆铜板通过介质支撑连接,中间间隔以空气,二者距离的大小可根据信号波长和频带宽度的来调节。
贴片单元之间优选为等间距分布,间距优选约为工作波长的0.7-0.8倍。
本实用新型的有益效果是:采用覆铜板印刷工艺,保证了天线加工的一致性、便于调试和安装,适用于批量生产,天线厚度薄,重量轻,便于和终端设备集成一体,同时又具有抛物面天线和短背射天线高增益、高前后比的优点。
附图说明
下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明:
图1是本实用新型16单元双层微带贴片平面阵定向天线的立体图(无介质支撑);
图2是本实用新型16单元双层微带贴片平面阵定向天线的侧视图(包括介质支撑);
图3是本实用新型中一个贴片单元的立体图(无介质支撑);
图4是工作频率为3.5G的16Hz双层微带贴片平面阵定向天线E面方向图;
图5是工作频率为3.5G的16Hz双层微带贴片平面阵定向天线H面方向图。
具体实施方式
图1是本实用新型16单元双层微带贴片平面阵定向天线的立体图。
图1、图2中的双层微带贴片平面阵定向天线包括接地板、4×4个贴片单元和馈电网络5,(图1中为清楚起见去除了介质支撑9),每一贴片单元包括对应设置的下层贴片41和上层贴片42,接地板为一个双面覆铜板1的下表面,下层贴片41及馈电网络5即为双面覆铜板1上表面未被腐蚀掉的区域,上层贴片42即为一个单面覆铜板3未被腐蚀掉的区域,覆铜介质板的厚度和介电常数根据可需要来选择,双面覆铜板1的下表面作为贴片单元和馈电网络的接地板,下层贴片41和馈电网络5都覆在双面覆铜板1的上表面,上层贴片42覆在单面覆铜板3的上表面上(也可以在下表面上),两层覆铜板之间有一定的距离,中间间隔以空气,距离的大小可根据工作波长和频带宽度适当调整。在3.5GHz频段所取的距离是6.5mm,VSWR<1.3的阻抗带宽为3.35GHz-3.6GHz。双面覆铜板1和单面覆铜板3通过介质支撑9连接,信号从天线输入端口6输入,根据赋形的需要通过馈电网络5按一定的功率分配比和相位分配到各微带贴片单元并发射出去。
天线单元的数量可根据天线所要求增益的大小来确定,天线单元之间等间距排列,间距可选取一合适的值使得天线的副瓣电平达到所要求的指标,一般取工作波长的0.7-0.8倍,可通过控制单元间的功率分配比控制副瓣电平的大小,例如切比雪夫分布和泰勒分布都可以降低副瓣电平。
图2所示为16单元双层微带贴片平面阵定向天线的侧视图,如图所示下层覆铜板1和上层覆铜板3之间用介质支撑9隔开,并通过塑料螺钉7和塑料螺母8固定在一起。
图3所示为其中一个贴片单元的立体图,图中省去馈电网络,以便可以清楚看到该微带贴片单元的结构,下层微带贴片41和馈电网络相连的边的长度为23mm,另一边的长度为25mm,对应的上层贴片42的边的长度分别为24mm和26mm。这样可以保证单元的驻波比在3.35GHz-3.6GHz小于1.3。
图4、图5分别是工作频率为3.5GHz的16单元双层微带贴片平面阵天线在单元之间间距为70mm、16个单元的馈电都是等幅同相的条件下的E面和H面方向图,可以看出这种方案可以实现高增益、高前后比,可以很好的用于点对点通信。
Claims (3)
1、一种双层微带贴片平面阵定向天线,包括接地板、N×N个贴片单元和馈电网络,其中N为大于或等于1的自然数,其特征在于:所述贴片单元包括对应设置的下层贴片和上层贴片,所述接地板为一个双面覆铜板的下表面,所述下层贴片及馈电网络为双面覆铜板上表面未被腐蚀掉的区域,所述下层贴片与馈电网络相连,所述上层贴片为一个单面覆铜板未被腐蚀掉的区域,所述双面覆铜板和单面覆铜板通过介质支撑连接,中间间隔以空气。
2、如权利要求1所述的双层微带贴片平面阵定向天线,其特征在于:所述贴片单元之间等间距分布。
3、如权利要求2所述的双层微带贴片平面阵定向天线,其特征在于:所述贴片单元之间的间距为工作波长的0.7-0.8倍。
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