本发明专利技术公开了一种面向海上组网通信的高增益天线，包括辐射单元组、反射单元以及金属支架；辐射单元组包括两个辐射单元，辐射单元包括两个异形非封闭金属环，异形非封闭金属环的两自由端通过第一金属连接柱相互连接；两个辐射单元并排设置，使得四根第一金属连接柱位于同一平面内并平行设置，四根第一金属连接柱的中心通过两根第二金属连接柱连接；辐射单元组和反射单元通过金属支架连接。本发明专利技术公开的面向海上组网通信的高增益天线实现了单馈电口馈电结构，支持高功率输出，具备高增益特性，并通过全金属立体线阵结构实现了天线整体的低风阻和高稳定性，不惧海洋风浪。不惧海洋风浪。不惧海洋风浪。
【技术实现步骤摘要】
一种面向海上组网通信的高增益天线
[0001]本专利技术涉及射频天线
，尤其是一种面向海上组网通信的高增益天线。
技术介绍
[0002]海面通信的中低频天线主要应用于远程海洋通信、海上救援、海上监测等领域。在海面环境下，由于大气层的影响、海面波浪和反射等因素，天线需要具备较高的增益和方向性，以保证信号的可靠传输和接收。
[0003]天线的结构设计是关键的研究方向。常用的结构包括半波长天线、全波长天线、螺旋天线等。通过改变天线的长度、直径、馈电点位置等参数，可以实现不同的工作特性和适应不同的海面环境。部分研究设计了E型矩形贴片结构的天线，为了实现较小的辐射尺寸【1】。同时，多天线系统也可以通过天线间的相互作用和信号处理技术实现信号增强、干扰抑制等功能，提高海面通信的可靠性和效率。部分研究设计了偶极子阵列天线来增强性能，并通过特殊接地结构设计实现了低风载荷性【2】。
[0004]然而，海面环境的高温、高湿和风化等因素对天线材料和电路造成严重影响。因此，天线的材料选择和防护措施是关键的研究方向。全金属材料具有优异的机械性能和导电性能，适用于制造高性能天线。但全金属天线存在一些问题，如频率响应狭窄、电磁辐射幅度不均等【3,4】。
[0005]然而现有的天线具有以下缺陷：
[0006]由于海面环境的复杂性和不稳定性，天线的辐射增益易受到多种因素的影响，如天线与海水的相互作用、海面波浪的干扰等，从而导致辐射增益降低，影响通信质量。同时，也会导致天线的结构变形、破损和故障，影响天线的使用寿命和稳定性。
[0007]文献1中采用的E型矩形贴片结构以及文献2中采用的共享接地结构的阵列设计，都使得天线整体结构复杂，且需要通过PCB工艺实现，稳定性和环境适应性较差。
[0008]文献3和文献4中的全金属结构设计都需要依靠辐射方向上的引向单元阵列提升增益，使得整体端射尺寸过大，并且辐射增益和带宽也较低。
[0009]由于端射尺寸过大的原因，文献3为了提升增益和带宽，只能采用相同辐射单元并列排列的双馈点阵列设计，因此会限制发射功率且增加系统复杂度。
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[0012]【3】“SY4062
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SF5SNM(ABK)
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Spec
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Sheet,”Sinclair Tech.Corp.,Aurora,TO,CAN,Customer Tech Manual 005805,Dec.14,2016,[Online].Available:https://cdn.shopify.com/s/files/1/0531/8970/5898/t/7/assets/SY4062
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SF5SNM(ABK)
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Spec
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Sheet.pdf？v＝1616003604。
[0013]【4】“SY459
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SF1SNM(ABK)
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Spec
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Sheet,”Sinclair Tech.Corp.,Aurora,TO,CAN,Customer Tech Manual 006337,Aug.04,2017,[Online].Available:https://cdn.shopify.com/s/files/1/0531/8970/5898/t/7/assets/SY459
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SF1SNM(ABK)
‑
Spec
‑
Sheet.pdf？v＝1616003899。
技术实现思路
[0014]本专利技术提出了一种面向海上组网通信的高增益天线，以解决现有的天线输出功率低和输出增益低的问题。
[0015]本专利技术采用的技术手段如下：
[0016]一种面向海上组网通信的高增益天线，包括辐射单元组、反射单元以及金属支架；
[0017]所述辐射单元组包括两个辐射单元，所述辐射单元包括两个对称设置的异形非封闭金属环，两个所述异形非封闭金属环的两自由端相对设置并分别通过第一金属连接柱相互连接，两个所述异形非封闭金属环和两根所述第一金属连接柱相互连接形成封闭的所述辐射单元；
[0018]两个所述辐射单元并排设置，使得四根所述第一金属连接柱位于同一平面内并平行设置，位于内侧的两根所述第一金属连接柱的中心通过一根第二金属连接柱连接；位于外侧的两根所述第一金属连接柱的中心通过另一根第二金属连接柱连接；
[0019]所述辐射单元组和所述反射单元通过所述金属支架连接。
[0020]进一步地，所述异形非封闭金属环包括由三段金属柱围成的一端开口的矩形环和由两段金属柱分别与矩形环的开口端连接围成的开口三角形环。
[0021]进一步地，连接位于内侧的两根所述第一金属连接柱的中心的第二金属连接柱的长度为天线工作频段的中心频率波长的1/2。
[0022]进一步地，所述反射单元包括并排设置的十一根所述金属反射柱，十一根所述金属反射柱不在同一平面上，且所述金属反射柱与所述辐射单元组所在的平面的距离为天线工作频段的中心频率波长的1/8
‑
1/4。
[0023]进一步地，所述反射单元为金属反射板，所述金属反射板所在的平面与所述辐射单元组所在的平面的距离为天线工作频段的中心频率波长的1/8。
[0024]进一步地，所述金属反射柱的长度为天线工作频段的最小频率波长的0.9
‑
1.1倍。
[0025]进一步地，所述异形非封闭金属环的长度为天线工作频段的中心频率波长的1
‑
1.25倍。
[0026]进一步地，还包括导向单元，所述导向单元与所述反射单元位于所述辐射单元组的两侧，所述导向单元包括至少一根金属导向柱，所述金属导向柱固定在所述金属支架上。
[0027]进一步地，所述金属导向柱的本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向海上组网通信的高增益天线，其特征在于：包括辐射单元组、反射单元以及金属支架；所述辐射单元组包括两个辐射单元，所述辐射单元包括两个对称设置的异形非封闭金属环，两个所述异形非封闭金属环的两自由端相对设置并分别通过第一金属连接柱相互连接，两个所述异形非封闭金属环和两根所述第一金属连接柱相互连接形成封闭的所述辐射单元；两个所述辐射单元并排设置，使得四根所述第一金属连接柱位于同一平面内并平行设置，位于内侧的两根所述第一金属连接柱的中心通过一根第二金属连接柱连接；位于外侧的两根所述第一金属连接柱的中心通过另一根第二金属连接柱连接；所述辐射单元组和所述反射单元通过所述金属支架连接。2.根据权利要求1所述的面向海上组网通信的高增益天线，其特征在于：所述异形非封闭金属环包括由三段金属柱围成的一端开口的矩形环和由两段金属柱分别与矩形环的开口端连接围成的开口三角形环。3.根据权利要求2所述的面向海上组网通信的高增益天线，其特征在于：连接位于内侧的两根所述第一金属连接柱的中心的第二金属连接柱的长度为天线工作频段的中心频率波长的1/2。4.根据权利要求3所述的面向海上组网通信的高增益天线，其特征在于：所述反射单元包括并排设置的十一根所述金属反射柱，十...
【专利技术属性】
技术研发人员：林彬，谢凌霄，迟礼东，漆一宏，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：
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