[发明专利]并联馈电的全向阵列天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种应用于无线通信领域的印刷天线，具体涉及一种并联馈电的全向阵列天线。

背景技术

在无线通信系统中，系统架构主要解决的是为众多固定的基站提供通信链路。为了给位于中央的固定基站和众多的子站点提供通信，中央基站一般采用全向天线。因此全向天线具有广泛的应用价值。无线通信速率的增加不可避免的需要占用更宽的频谱和使用更高的中心频率。这给全向天线的设计提出了新的挑战。实际应用的全向天线为满足通信系统对增益的要求，多采用天线阵列的形式。阵列天线的馈电系统可以是并联结构、串联结构、串联并联混合结构。对于相对带宽在10％以上的宽带全向阵列天线，串联馈电结构是不合适的，因为当天线工作在非中心频率时，串联的谐振单元将不能保持同相位。串联的单元越多，最先馈电的和最后馈电的单元当系统工作在频带边缘时相位差越大。带来的问题是最大辐射方向随天线工作频率变化，单元串联得越多，工作带宽越宽，问题就越严重。一般来讲串联馈电只适合于增益要求不太高，相对带宽在10％以内的全向阵列天线。并联馈电可以很好解决这一问题，使天线同时具备宽带和高增益两大优点。但是并联馈电方式并不容易设计全向天线。国际上这类全向天线的发展并不顺利，增益，带宽，全向性不能同时做好。要想获得宽带、高增益的全向天线只有制作难度、复杂度和成本都很高的共形阵列这种方法，并且这种方法随着天线工作频率的提高，制作难度还将增大。因此研究一种能工作在较高频率，宽带，高增益，方向性图稳定，全向性良好的全向天线是非常有意义的。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种既能很好地满足宽带、高增益、较高的工作频率、稳定的方向性图、良好的全向性要求，同时又能降低制作难度，降低成本，便于批量生产的并联馈电的全向阵列天线。

技术方案：本发明所述的并联馈电的全向阵列天线，采用平面印刷电路技术，阵列采用并联馈电方法，适合于带宽高增益全向天线应用要求的场合，具体包括微波介质基片，所述微波介质基片上用PCB工艺印刷有若干个作为辐射单元的偶极子以及并联馈电网络，若干个偶极子排成两列线性阵列；两列线性阵列之间设有金属反射板，所述金属反射板与所述微波介质基片垂直安装，对称分布于介质基片的两面；所述微波介质基片的上、下两端向中心处分别开有相互不连通的上槽和下槽，上槽用于嵌入金属反射板，下槽供馈电电缆穿行；所述金属反射板的下半部分开有槽，供嵌入微波介质基片和馈电电缆穿行；与馈电电缆连接的总馈电端口设置在下槽的顶端，通过一分为二的功分器分为两路，每路再通过并联馈电网络分成多路为偶极子馈电。通过调整金属反射板的大小及线性阵列与其之间的距离，可获得全向辐射特性，

为了获得更大的工作带宽，偶极子和并联馈电网络用PCB工艺双面印刷在所述微波介质基片的两个面上，两个面上的偶极子的振子臂通过金属化通孔连成一体。

为了减轻金属反射板的重量和方便加工，所述金属反射板可以用表面覆有铜箔的介质板替换，同样起反射作用。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：

1、本发明用两列天线阵列中间加反射板的方式构成全向天线，克服了一列天线构成全向天线不易解决并联馈电网络遮挡的问题，使得全向天线具有较好的全向性，易于实现并联馈电。

2、现有的大多数全向天线相比，本发明采用全并联馈电方式为天线的每个辐射单元馈电，克服了串联馈电和串并联混合馈电全向天线的缺点，具有较宽的工作带宽、较好的全向辐射方向图、较高增益和稳定的波束。

3、使用薄的双面敷铜微波介质基片，使馈电网络占据的空间较小，可以实现单元数更多、增益更高的全向阵列天线，且天线的工作频率也可以被设计得更高。

附图说明

图1为本发明微波介质基片上的天线阵列和并联馈电网络，其中(a)为天线正面图形；(b)为天线背面图形；

图2为起反射板作用的表面覆有铜箔的介质板，其中(a)为正面；(b)为背面；

图3为本发明实施例并联馈电的全向阵列天线结构示意图；

图4为本发明实施例并联馈电的全向阵列天线输入端口S11测试结果；

图5为本发明实施例并联馈电的全向阵列天线H面方向图测试结果；

图6为本发明实施例并联馈电的全向阵列天线E面方向图测试结果。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。