一種刀形寬帶水平極化全向天線的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及移動通信領域，特別涉及一種刀形寬帶水平極化全向天線。
【背景技術】
[0002]隨著社會的發展，科學技術的進步，無線通信在人們生活中發揮著愈來愈重要的作用，天線作為無線通信中必不可少的部分也得到了飛速發展。一方面多種無線通信制式系統并存，為滿足射頻系統多頻段的要求，天線需要具有寬帶特性。寬帶天線不僅能滿足人與人之間大量的信息高速度傳遞的需求，并且可以使一副天線工作于多個通信系統頻段，從而減少載體上天線的數目，實現通信設備的小型化
[0003]水平極化全向天線是指在水平面內實現360度均勻輻射，垂直面內有一定波束寬度的天線，故其發射的信號可以被水平面任意方位的接收端接收，同時可接收水平面的各個方向的信號，在通信系統中一般應用大范圍覆蓋、點對多點通信系統中。在日常生活中，全向天線已經廣泛應用于移動通信、射頻識別、信道檢測等場合；在軍事上，全向天線在衛星通信、雷達傳感器網絡、空間飛行器等領域也有廣泛應用。
[0004]全向天線中常見的多是垂直極化形式，水平極化的不多。由于水平極化天線輻射的電磁波與垂直極化電磁波相互正交，能最大程度地減少與垂直極化方式工作的電磁波之間的互擾，從而可以使用戶獲得更為清潔的無線電信號。據研究，在室內無線通信系統中，發射端和接受端都采用水平極化天線的系統比采用垂直極化天線的系統可以多獲得平均1dB的功率。
【實用新型內容】
[0005]為了克服現有技術存在的缺點與不足，本實用新型提供一種刀形寬帶水平極化全向天線。
[0006]本實用新型采用如下技術方案:
[0007]—種刀形寬帶水平極化全向天線，包括天線罩，所述天線被封裝在天線罩內，所述天線包括天線輻射單元及饋電單元，所述天線輻射單元為一個口徑面開口的矩形喇叭，所述饋電單元位于天線輻射單元垂直方向的中央。
[0008]所述饋電單元為漸變形式金屬貼片，漸變形式具體為橢圓漸變、圓形漸變或拋物線漸變，該金屬貼片與其距離最近的矩形喇叭的左側面或者右側面的距離漸變變化。
[0009]所述天線罩為刀形結構，所述刀形結構的刀背面與矩形喇叭的口徑面共面，所述刀形結構的刀背面開口。
[0010]所述矩形喇叭的口徑面長寬分別為0.5 λ。-1.5 λ。、0.05 λ。-0.5 λ。，與口徑面相對的面的長寬分別為0.5 λ。-1.5 λ。、0.05 λ。-0.45 λ。，矩形喇叭的深度為0.1 λ。-0.5 λ。，其中Aci為該天線中心諧振頻率處所對應自由空間的波長。
[0011]所述漸變形式金屬貼片的線長為0.1人。-0.5λ。，線寬為0.05人。-0.15λ。，其中λ ^為該天線中心諧振頻率處所對應自由空間的波長。
[0012]所述漸變形式金屬貼片靠近口徑面一端開路，另一端中點與50歐姆同軸線連接。
[0013]本實用新型的有益效果:
[0014](I)該天線的結構簡單新穎，其天線罩部分為采用玻璃纖維增強塑料制成的流線型的刀形結構，可以很好的保護天線輻射體，采用流線型的刀結構在航空器系統的飛行中可以減少風阻。
[0015](2)該天線的輻射體為一個矩形喇叭，結構簡單新穎，且其口徑面開口所形成的縫隙為實現水平極化全向輻射的關鍵，且喇叭形式的輻射體可獲得較高的遠場輻射增益，調節該縫隙的長與寬會對天線的全向性能有所影響。
[0016](3)該天線的饋線部分，結構簡單新穎，且能配合輻射體實現較寬的回波損耗帶寬。
[0017](4)該天線僅用一個輻射單元，便可以實現寬頻帶覆蓋，且在整個頻段都能獲得良好的福射方向圖，有著良好的水平極化全向性能，且交叉極化非常小，均在-35dB以下；
[0018](5)該天線的相對尺寸小，結構簡單，僅由兩部分組成，便于加工成型；
[0019](6)傳統的全向天線的增益普遍偏低，該天線的最大增益可達5dB，該天線的饋電方式簡單，新穎，且該饋電網絡僅對天線的阻抗特性產生影響，對天線的全向特性幾乎不影響。且實現了寬帶的阻抗匹配，1dB的回波損耗可達到35.5%。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實用新型刀形寬帶水平極化全向天線封裝后的立體圖；
[0021]圖2是本實用新型刀形寬帶水平極化全向天線封裝前的立體圖；
[0022]圖3是本實用新型刀形寬帶水平極化全向天線封裝前的俯視圖；
[0023]圖4是本實用新型刀形寬帶水平極化全向天線封裝前的回波損耗圖；
[0024]圖5是本實用新型在1.373GHz處的XOY平面的輻射方向圖；
[0025]圖6是本實用新型在1.67GHz處的XOY平面的輻射方向圖；
[0026]圖7是本實用新型在1.965GHz處的XOY平面的輻射方向圖。
[0027]圖中示出:
[0028]K-天線罩，R-矩形喇叭，S-50歐姆同軸線，M-饋電單元。
【具體實施方式】
[0029]下面結合實施例及附圖，對本實用新型作進一步地詳細說明，但本實用新型的實施方式不限于此。
[0030]實施例
[0031]如圖1所示，一種刀形寬帶水平極化全向天線，包括天線罩K，所述天線罩是一種采用玻璃纖維增強塑料制成的流線型的刀形結構，采用流線型的刀形結構在飛行的過程中可以減少風阻，整個天線位于天線罩內部，所述天線包括天線輻射單元及饋電單元M，所述天線輻射單元為一個口徑面開口的矩形喇叭R，所述刀形結構的刀背面開口，有利于輻射，矩形喇叭R的口徑面與刀背面共面。
[0032]本實施例中，口徑面開口的矩形喇叭實現良好的水平極化全向輻射方向圖，并且喇叭形式可以實現較高的增益，最高增益可達5dB。圖2為整個天線的立體圖，AB⑶面為矩形喇叭的口徑面，口徑面的長寬分別為AC、AB，分別為0.67λο、0.21 λ。。與口徑面相對的面的長、寬分別為GF、GH，其長度分別為0.67人。、0.17 λ。，其中λ。為該天線中心諧振頻率
1.67GHz所對應自由空間的波長。
[0033]圖3為天線的俯視圖，矩形喇叭的深度為L，L為0.33 λ。，ABGH面為矩形喇叭的上表面，饋電點位置在與喇叭口徑面相對的面的中央，且與矩形喇叭的EH邊的距離為2mm;所述饋電單元M具體為漸變形式金屬貼片，漸變形式具體為橢圓漸變、圓形漸變或拋物線漸變。該金屬貼片與其距離最近的矩形喇叭的左側面或者右側面的距離漸變變化。本實施例中采用橢圓形式漸變金屬貼片，其材料為銅，且恰好為1/4橢圓的漸變形式金屬貼片，其以圖2中的O為圓心，長軸在X軸上，短軸在Y軸上，且圓心O與饋電點的水平距離恰好為此橢圓的短軸長，橢圓的長軸為58mm，橢圓的短軸長22mm，該形如1/4橢圓漸變形式金屬貼片的線寬Mff為16mm，該1/4橢圓漸變形式金屬貼片的線寬對此寬帶天線阻抗帶寬的寬度有較大的影響。
[0034]本實施例中橢圓漸變形式金屬貼片一端靠近矩形喇叭的口徑面開路，另一端與口徑面的相對面距離2mm，其另一端的中點為饋電點并與50歐姆同軸線S連接，對其進行饋電。
[0035]該形如橢圓漸變形式金屬貼片與喇叭形式的漸變的組合可以實現較寬且良好的回波損耗帶寬，如圖4所示。整個饋電單元位于輻射體矩形喇叭的中央位置，且調節饋電部分的參數對天線的全向輻射性能影響不大，該天線的水平極化全向輻射性能主要依靠喇叭的口徑面所形成的縫隙，并且該天線在整個頻段上均有良好的水平極化全向輻射特性，如圖5、圖6、圖7所示。
[0036]上述實施例為本實用新型較佳的實施方式，但本實用新型的實施方式并不受所述實施例的限制，其他的任何未背離本實用新型的精神實質與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種刀形寬帶水平極化全向天線，包括天線罩，天線被封裝在天線罩內，所述天線包括天線輻射單元及饋電單元，其特征在于，所述天線輻射單元為一個口徑面開口的矩形喇叭，所述饋電單元位于天線輻射單元內，且位于其垂直方向的中央。2.根據權利要求1所述的天線，其特征在于，所述饋電單元具體為漸變形式金屬貼片，漸變形式具體為橢圓漸變、圓形漸變或拋物線漸變。3.根據權利要求1所述的天線，其特征在于，所述天線罩為刀形結構。4.根據權利要求1所述的天線，其特征在于，所述矩形喇叭的口徑面長寬分別為0.5 λ。-1.5 λ。、0.05 λ。-0.5 λ。，與口徑面相對的面的長寬分別為0.5 λ。-1.5 λ。、0.05 λ。-0.45 λ。，矩形喇叭的深度為0.1 λ。-0.5 λ。，其中λ。為該天線中心諧振頻率處所對應自由空間的波長。5.根據權利要求2所述的天線，其特征在于，所述漸變形式金屬貼片的線長為0.1Ac1-0.5 λ。，線寬為0.05 λ。-。.15λ。，其中λ。為該天線中心諧振頻率處所對應自由空間的波長。6.根據權利要求2所述的天線，其特征在于，所述漸變形式金屬貼片靠近口徑面一端開路，另一端中點與50歐姆同軸線連接。
【專利摘要】本實用新型公開一種刀形寬帶水平極化全向天線，包括天線輻射單元及饋電單元，天線被封裝在天線罩內，天線罩為刀形結構，所述天線輻射單元包括口徑面開口的矩形喇叭，所述饋電單元位于天線輻射單元垂直方向的中央，所述饋電單元具體為漸變形式金屬貼片。本實用新型依靠喇叭口徑面開口所形成的縫隙產生輻射，并且在整個頻帶上都具有良好的全向性。本實用新型天線結構簡單新穎、尺寸較小、且方向圖穩定、全向性好、交叉極化小、帶寬寬、增益高等優點，適用于移動通信領域。
【IPC分類】H01Q21/24, H01Q1/38, H01Q13/10, H01Q1/42, H01Q13/08
【公開號】CN204760543
【申請號】CN201520403293
【發明人】李融林, 羅鵬, 范藝, 崔悅慧
【申請人】華南理工大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年6月11日