对数周期偶极子天线及天线阵列制造技术

本实用新型专利技术公开了一种对数周期偶极子天线，包括辐射体，所述辐射体包括：集合线，包括第一金属条和第二金属条；以及多个偶极子，彼此平行，所述偶极子长度沿集合线方向逐渐增加，其中，每一个偶极子均包括设置在所述集合线两侧的第一臂和第二臂，所述第一臂连接所述集合线上的所述第一金属条，所述第二臂连接所述集合线上的所述第二金属条，所述第一臂和所述第二臂的延伸方向平行且相反，另一方面还提供了一种对数周期偶极子天线阵列，可通过适当的沿集合线方向和沿垂直集合线方向的间隔组成阵列，调节比例因子τ及间隔因子σ，保证最小尺寸组阵的同时，满足高增益的要求及H面方向上90°扫描的波束宽度。

【技术实现步骤摘要】
对数周期偶极子天线及天线阵列
本技术涉及通信传输领域，具体涉及一种对数周期偶极子天线及天线阵列。
技术介绍
在飞行器内部安装的天线受到有限空间的限制。现有的主流方案是采用偶极子组阵的方式实现。偶极子单元组阵最主要的优势在于结构简单，组阵方便。缺点是单元的理论增益2.15dBi。为实现高增益，用偶极子单元组阵需更多的单元数，导致天线阵尺寸大，阵列匹配网络复杂，天线重量上升。采用偶极子单元组阵形成的天线，难以兼顾小型化和高增益的矛盾。
技术实现思路
本技术提供了一种对数周期偶极子天线、天线阵列及系统，可以解决在有限安装空间内，实现高增益及H面方向上90°扫描覆盖的波束宽度。本技术一方面提供了一种对数周期偶极子天线，包括辐射体，所述辐射体包括：集合线，包括第一金属条和第二金属条；以及多个偶极子，彼此平行，所述偶极子长度沿集合线方向逐渐增加，其中，每一个偶极子均包括设置在所述集合线两侧的第一臂和第二臂，所述第一臂连接所述集合线上的所述第一金属条，所述第二臂连接所述集合线上的所述第二金属条，所述第一臂和所述第二臂的延伸方向平行且相反。优选地，所述天线还包括短路片，在所述集合线的顶端，所述第一金属条和所述第二金属条通过所述短路片连接。优选地，所述多个偶极子的长度以及相邻偶极子的间距均为等比例缩放。优选地，所述多个偶极子采用阶梯阻抗线。优选地，所述第一金属条和所述第二金属条为等宽金属条带或直径相同的金属棒。优选地，所述天线还包括：调节装置，连接所述第一金属条的下部和所述第二金属条的下部。另一方面本技术提供了一种对数周期偶极子天线阵列，包括：至少两个阵列单元，并排平行设置在介质板上；加载部分，对应于所述阵列单元且呈一字型设置于所述介质板上；馈电部分，对应于所述阵列单元设置在所述介质板下边缘中部，每个所述加载部分分别各通过一个分支集合线进行连接，其中，所述阵列单元为上述对数周期偶极子天线，以及所述天线阵列在沿所述集合线方向和沿垂直于所述集合线方向上进行阵列排布。优选地，所述天线阵列中的相邻阵列单元的间距根据天线参数进行设置，所述天线参数包括天线高度和工作频段。优选地，在所述天线阵列的列排布中，相邻阵列单元排列包括沿所述集合线方向间隔0.51*λ设置，其中，所述λ为天线工作频段的中心频率所对应的波长。优选地，在所述天线阵列的行排布中，相邻阵列单元排列包括沿垂直于所述集合线方向间隔0.65*λ设置，其中，所述λ为天线工作频段的中心频率所对应的波长。本技术的有益效果是：1、通过优化减少对数周期阵元个数，减小天线阵面高度；2、通过优化单元对数周期排布横向和纵向单元间距，实现小型化；3、满足扫描角90°不出栅瓣情况下，尽量减小单元间距，实现最小布局下天线电性能不受影响，实现高增益通信。附图说明通过以下参照附图对本技术实施例的描述，本技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。图1示出本申请实施例中对数周期偶极子天线立体结构示意图；图2示出图1所示对数周期偶极子天线的第一集合线的偶极子分布图；图3示出图1所示对数周期偶极子天线的第二集合线的偶极子分布图；图4示出图1所示对数周期偶极子天线的主视结构示意图；图5示出图1所示对数周期偶极子天线的侧视结构示意图；图6示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列的立体结构示意图；图7示出图6所示对数周期偶极子天线阵列的俯视结构示意图；图8示出图6所示对数周期偶极子天线阵列的主视视结构示意图；图9示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列的反射系数随频率变化曲线图；图10示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列H面方向增益曲线图；图11示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列E面方向增益曲线图；图12示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列H面方向仿真增益曲线图；图13示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列E面方向仿真增益曲线图；图14示出本申请实施例中对数周期偶极子天线阵列H面扫描90°的仿真增益曲线图。具体实施方式为了便于理解本技术，下面将参照相关附图对本技术进行更全面的描述。附图中给出了本技术的较佳实施例。但是，本技术可以通过不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反的，提供这些实施例的目的是使对本技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。下面，参照附图对本技术进行详细说明。图1示出本申请实施例中对数周期偶极子天线立体结构示意图，图2和图3分别示出图1所示对数周期偶极子天线的第一集合线和第二集合线在同一投影方向上的偶极子分布图，而图4和图5则分别示出图1所示对数周期偶极子天线的主视结构示意图和侧视结构示意图(部分结构未示出)。参考图1至图5，本技术提供了一种对数周期偶极子天线，包括辐射体，辐射体包括：集合线110，以及多个偶极子120，集合线110包括第一金属条1101和第二金属条1102，多个偶极子120彼此平行，其长度沿集合线方向逐渐增加，在同一辐射体上的偶极子和集合线位于同一平面上。进一步的在本申请中，如图1所示偶极子120中的每个偶极子均包括设置在集合线110两侧的第一臂和第二臂，其大小相同，且分开设置于不同辐射体的集合线110上，进一步的，每个偶极子的第一臂位于第一辐射体中的第一金属条1101上，每个偶极子的第二臂位于第二辐射体中的第二金属条1102上，同时该第一臂与第二臂的延伸方向平行且相反，如图2和图3所示。第一辐射体包括靠前的第一金属条1101，第二辐射体包括靠后的第二金属条1102，多个偶极子120中的每个偶极子的第一臂和第二臂分开设置于所述一对辐射体的集合线上。进一步的，位于不同辐射体中集合线110上的同一偶极子的第一臂与第二臂水平平行，如图4所示。进一步的，集合线110可以是等宽的金属条带或直径相同的金属棒。进一步的，天线还包括短路片130，在集合线110的顶端，第一金属条1101和第二金属条1102通过短路片130连接。具体的，对数周期偶极子天线中的每个偶极子，都对应一个谐振频率，并在该频率上辐射(或接收)最强，它类似于引向天线的有源振子。与其相邻的前面一对较短的偶极子可视为引向器；与其相邻的后一对较长的偶极子则可视为反射器，三对振子组成了称之为天线的所谓“作用区”或称“有源区”。天线的辐射场主要由“作用区”的振子决定。对数周期偶极子天线结构特点是相邻偶极子的长度和间距之比等于结构周期τ(或叫周期率、比例因子)，式中，n为偶极子序列号，d为单元间距，L为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种对数周期偶极子天线，其特征在于，所述天线包括辐射体，所述辐射体包括：/n集合线，包括第一金属条和第二金属条；以及/n多个偶极子，彼此平行，所述偶极子长度沿集合线方向逐渐增加，/n其中，每一个偶极子均包括设置在所述集合线两侧的第一臂和第二臂，所述第一臂连接所述集合线上的所述第一金属条，所述第二臂连接所述集合线上的所述第二金属条，所述第一臂和所述第二臂的延伸方向平行且相反。/n

【技术特征摘要】
1.一种对数周期偶极子天线，其特征在于，所述天线包括辐射体，所述辐射体包括：
集合线，包括第一金属条和第二金属条；以及
多个偶极子，彼此平行，所述偶极子长度沿集合线方向逐渐增加，
其中，每一个偶极子均包括设置在所述集合线两侧的第一臂和第二臂，所述第一臂连接所述集合线上的所述第一金属条，所述第二臂连接所述集合线上的所述第二金属条，所述第一臂和所述第二臂的延伸方向平行且相反。


2.根据权利要求1所述对数周期偶极子天线，其特征在于，所述天线还包括短路片，在所述集合线的顶端，所述第一金属条和所述第二金属条通过所述短路片连接。


3.根据权利要求1所述对数周期偶极子天线，其特征在于，
所述多个偶极子的长度以及相邻偶极子的间距均为等比例缩放。


4.根据权利要求1所述对数周期偶极子天线，其特征在于，
所述多个偶极子采用阶梯阻抗线。


5.根据权利要求1所述对数周期偶极子天线，其特征在于，
所述第一金属条和所述第二金属条为等宽金属条带或直径相同的金属棒。


6.根据权利要求2所述对数周期偶极子天线，其特征在于，所述天线还包括：
调节装置，连接所述第一金属条...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘若鹏，赵治亚，马留涛，
申请(专利权)人：西安光启尖端技术研究院，
类型：新型
国别省市：陕西;61