[发明专利]一种垂直线极化全向介质谐振阵列天线

说明书

本发明一种垂直线极化全向介质谐振阵列天线。技术方案是：包括若干个结构完全相同的介质谐振天线单元，所述介质谐振天线单元(1)包括圆柱形介质(101)、馈电探针(102)和金属地板(103)，圆柱形介质(101)垂直固定在金属地板(103)上，馈电探针(102)位于圆柱形介质(101)的中心轴线上；所有介质谐振天线单元沿圆柱形介质(101)中心轴线均匀分布，即相邻介质谐振天线单元的间距相同。该介质谐振阵列天线具有高增益，高全向性(水平面方向图不圆度在2dB以内)、耐腐蚀的优点。

技术领域

本发明属于全向天线技术领域，更具体的说是一种垂直线极化的介质谐振阵列天线，且该天线具有水平面高增益和高全向性的特点。

背景技术

天线按其方向性不同，可分为定向天线和全向天线。全向天线是指在水平面内实现3600均匀辐射，垂直面内有一定波束宽度的天线。全向天线发射的信号可以被水平面内任意方位的接收端接收，同时可接收水平面各个方向的信号。全向天线在无线通信系统中一般应用于大范围覆盖，点对多点通信，如广播电视等场合。在军事上，全向天线在敌我识别信号侦收、卫星通信、雷达传感器网络、空间飞行器等领域有广泛应用；在日常生活中，全向天线已经广泛应用于移动通信、射频识别、信道检测等场合。

增益和全向性是全向天线的两个重要指标。例如，在敌我识别信号侦收系统中，全向天线的增益越高，系统的有效侦收距离越远；全向天线的全向性越高，则在侦收范围内，系统发现目标的概率越大。现在常用的垂直极化全向天线大多是单/偶极子及其变形结构实现的，这类天线在实际应用时，天线单元增益较低。通过组阵，虽然全向天线的增益会相应提升；但通常在水平面的全向性会变差，不圆度从接近0dB上升到3dB以上。

介质谐振天线是一种谐振式天线，通常由低损耗高介电常数的微波介质材料和金属地板构成。采用介质谐振天线具有许多优势。相比金属天线、微带天线，介质谐振天线的特点是：

1、设计灵活度高。介电常数种类多，可选择的范围较大；介质谐振天线尺寸与介质的相对介电常数的二分之一次方成反比，在相同频率下，介电常数越大，天线尺寸越小，因而可以灵活地调整天线尺寸，实现天线的小型化设计。

2、外形结构多样，谐振模式丰富。介质谐振天线除了有矩形、圆柱形、半球形等这些基本形状外，还可以根据实际需要设计特定形状，如环柱形。且每种形状的介质谐振天线有不同的谐振模式，可以利用不同的谐振模式提高天线性能。

3、介质谐振天线基本不存在金属损耗，因而当频率升高，金属天线或微带天线的欧姆损耗加大时，选择低损耗的介质材料制作的介质谐振天线，天线的辐射效率更容易提高。

4、耐腐蚀特性强。介质谐振天线的辐射主体是由非金属介质材料构成的，因而在沿海、岛礁等高盐雾环境下，相比金属天线或微带天线，其具有更好的耐辐射特性，更长的使用寿命。

近几年，全向介质谐振天线已成为研究热点，特别是通过采用组阵技术实现高增益和高全向性的全向介质谐振阵列天线更是受到业界广泛关注。

发明内容

本发明的目的是提出一种具有高增益、高全向性、垂直线极化的介质谐振阵列天线，该介质谐振阵列天线具有高增益，高全向性(水平面方向图不圆度在2dB以内)、耐腐蚀的优点。

本发明的技术方案是：一种垂直线极化全向介质谐振阵列天线，包括若干个结构完全相同的介质谐振天线单元，所述介质谐振天线单元(1)包括圆柱形介质(101)、馈电探针(102)和金属地板(103)，圆柱形介质(101)垂直固定在金属地板(103)上，馈电探针(102)位于圆柱形介质(101)的中心轴线上；所有介质谐振天线单元沿圆柱形介质(101)中心轴线均匀分布，即相邻介质谐振天线单元的间距相同。

进一步地，采用胶木棒将所有相邻介质谐振天线单元相对固定连接。