一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线，包括天线辐射部分、柔性介质板、宽带馈电网络和馈电基板，天线辐射部分包括四个倾斜振子，每个倾斜振子由一个主辐射振子和一个寄生振子组成，主辐射振子与寄生振子的长度和倾斜角度都不同，柔性介质板弯曲成空心圆柱状，四个倾斜振子在柔性介质板上呈等分均匀环状排列，宽带馈电网络则印制在馈电基板的正、反面上，其水平放置于介质空心圆柱中心，实现对四个倾斜振子等幅同相馈电。本实用新型专利技术具有左、右旋圆极化实现灵活、全向性好和宽带的优点，适用于移动通信基站领域。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术公开了一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线，包括天线辐射部分、柔性介质板、宽带馈电网络和馈电基板，天线辐射部分包括四个倾斜振子，每个倾斜振子由一个主辐射振子和一个寄生振子组成，主辐射振子与寄生振子的长度和倾斜角度都不同，柔性介质板弯曲成空心圆柱状，四个倾斜振子在柔性介质板上呈等分均匀环状排列，宽带馈电网络则印制在馈电基板的正、反面上，其水平放置于介质空心圆柱中心，实现对四个倾斜振子等幅同相馈电。本技术具有左、右旋圆极化实现灵活、全向性好和宽带的优点，适用于移动通信基站领域。【专利说明】 —种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线
本技术涉及一种无线通信领域，具体涉及一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线。
技术介绍
随着社会的不断发展，对天线的性能要求也越来越高，在现代的无线应用系统中，单纯的线极化天线已很难满足人们的需求，圆极化天线越来越受到更为广泛的关注，而全向圆极化天线更是因为其特殊的性能，广泛应用于在通信、遥感遥测、雷达、电子侦察与电子干扰等方面。 在天线理论中，垂直于地面的电偶极子辐射全向垂直极化波，平行于地面的均匀电流环辐射全向水平极化波，两者辐射的垂直、水平极化电场自然产生90°相位差，当其幅度相等时，两正交极化波在远场叠加可产生全向圆极化波，从而实现全向圆极化辐射。当使用倾斜振子阵实现全向圆极化天线时，每个倾斜振子可以分解为一个水平分量和一个垂直分量，当多个倾斜振子围绕圆周排列时，其水平分量可等效为一个水平均匀电流环，垂直分量等效为一个垂直偶极子，两者在远场产生全向圆极化波。由此方法实现的全向天线可实现较宽的圆极化带宽，但阻抗匹配较难实现。
技术实现思路
为了克服现有技术存在的缺点与不足，本技术提供一种低剖面、宽带宽和水平面全向辐射的基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线。 本技术采用如下技术方案: 一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线，包括天线辐射部分、柔性介质板、宽带馈电网络及馈电基板，所述宽带馈电网络印制在馈电基板的正反两面，所述柔性介质板弯曲成空心圆柱，所述馈电基板水平放置于空心圆柱的中心，所述天线辐射部分包括四个倾斜振子，所述四个倾斜振子在空心圆柱外表面呈等分均匀环状排列。 所述倾斜振子由主辐射振子和寄生振子构成，主辐射振子与水平面正方向夹角为0〈α〈180°，所述寄生振子与水平面正方向夹角为0〈β〈180°。 所述空心圆柱的直径为0.17 λ ^?0.2 λ ^，高度为0.4 λ ^，其中Atl为中心频率2GHz所对应自由空间的波长。 所述主辐射振子和寄生振子的宽度分别是0.05 λ ^和0.02 λ ^，长度分别是 0.47 λ。和 0.31 λ 0。 所述主辐射振子和寄生振子无直接连接，其中，主辐射振子最高点与寄生振子最高点垂直方向上距离Cl1是0.1 λ C1，水平方向上距离d2是0.05 λ。。 所述主辐射振子在长度方向的中间位置断开裂缝，该裂缝通过焊点与宽带馈电网络连接。 宽带馈电网络包括四个宽带巴伦及阻抗匹配电路，每个宽带巴伦由在馈电基板背面的缝隙和正面的带45°倒角的L型微带线构成，L型微带线的末端开路，另一端与阻抗匹配电路一端连接，阻抗匹配电路的另一端与空心圆柱的中央馈电点连接。 所述馈电基板背面还印制有带45°倒角的十字型导体贴片。 所述阻抗匹配网路在馈电基板中央呈十字形交叉连接。 当倾斜振子与水平面正方向的夹角为0〈α〈90°时，构成右旋圆极化全向天线，当倾斜振子与水平面正方向的夹角为90° <α〈180°时，则构成左旋圆极化全向天线。 本技术的有益效果: (I)本技术采用的四个倾斜振子围绕空心圆柱等分均匀环状排列实现了全向圆极化辐射，利用寄生振子和宽带馈电网络，实现了宽带圆极化； (2)圆极化全向天线的极化旋向由倾斜振子与水平面正方向的倾斜角度α决定，当倾斜振子与水平面正方向的夹角为0〈α〈90°时，构成右旋圆极化全向天线，而倾斜振子与水平面正方向的夹角为90° <α〈180°时，则构成左旋圆极化全向天线，转换方式灵活； (3)每个倾斜振子包括一个主辐射振子和一个寄生振子，它们都围绕空心圆柱等分均匀环状排列，主辐射振子倾斜角度和圆柱半径是实现全向圆极化辐射的关键，利用寄生振子与主辐射振子之间耦合展宽了天线带宽，从而实现宽带圆极化特性； (4)宽带馈电网络仅影响天线阻抗性能，对天线圆极化和全向特性几乎无影响；宽带馈电网络对四个倾斜振子等幅同相馈电，实现了宽带阻抗匹配，此圆极化全向天线的1dB的回波损耗带宽可达到61% (1.35-2.54GHz)，3dB轴比带宽为44% (1.69-2.64GHz)，在1.7-2.4GHz频段内，水平面方向图不圆度小于1.5dB，交叉极化小于_15dB，容易实现双圆极化功能。 【专利附图】【附图说明】 图1是本技术一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线结构示意图； 图2是图1中的倾斜振子结构示意图； 图3是图1中宽带馈电网络结构示意图； 图4(a)是本技术实施例回波损耗的仿真结果与测试结果对比图，图4(b)是本技术实施例轴比的仿真结果与测试结果对比图。 图中示出: 1-天线辐射部分；2_柔性介质板；3_宽带馈电网络；4_馈电基板；5_主辐射振子；6-寄生振子；7-焊点；8_中央馈电点；9-缝隙；10-L型微带线；11_阻抗匹配电路；12_十字型导体贴片。 【具体实施方式】 下面结合实施例及附图，对本技术作进一步地详细说明，但本技术的实施方式不限于此。 实施例 如图1所示，一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线，包括天线辐射部分1、柔性介质板2、宽带馈电网络3及馈电基板4，所述宽带馈电网络3印制在馈电基板4的正、反两面，所述柔性介质板2弯曲成空心圆柱，所述空心圆柱的直径为0.17 λ ^?0.2 λ μ高度为0.4 λ ^，其中λ ^为中心频率2GHz所对应自由空间的波长，所述馈电基板4水平放置于空心圆柱的中心，且馈电基板的直径与空心圆柱直径相等，所述天线辐射部分I包括四个倾斜振子，所述四个倾斜振子在空心圆柱外表面呈等分均匀环状排列。 如图2所示，每个倾斜振子由一个主辐射振子5和一个寄生振子6构成，本实施例中主辐射振子的长度匕为73mm，宽度Ii1是7.5mm，与水平面正方向夹角α为35°，寄生振子的长度k2为47mm,宽度h2是3mm,与水平面正方向夹角β为40°。所述主福射振子和寄生振子无直接连接，其中，主辐射振子最高点与寄生振子最高点垂直方向上距离Cl1是14.8mm，水平方向上距离d2是7.3mm。主辐射振子在长度方向的中间位置断开裂缝，所述裂缝宽度为1.2_，该裂缝通过焊点7与宽带馈电网络3连接。 本实施例的柔性介质板厚度为0.05mm高频板Panasonic R-F775板材,相对介电常数3.2，损耗角正切是0.0015，直径为0.185 λ 0,高度为0.4 λ ^，其中λ ^为中心频率2GHz所对应自由空间的波长。 馈电基板4是厚度为0.8mm介质板Taconic TLY-5板材，相对介电常数2.2，损耗角正切是0.0009，直径为27本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于倾斜振子的宽带圆极化全向天线，包括天线辐射部分、柔性介质板、宽带馈电网络及馈电基板，所述宽带馈电网络印制在馈电基板的正、反两面，其特征在于，所述柔性介质板弯曲成空心圆柱，所述馈电基板水平放置于空心圆柱的中心，所述天线辐射部分包括四个倾斜振子，所述四个倾斜振子在空心圆柱外表面呈等分均匀环状排列。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李融林，范艺，全旭林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：广东;44