[发明专利]一种无波束形成网络的大覆盖角度多波束天线

说明书

本发明一种无波束形成网络的大覆盖角度多波束天线，属于天线技术领域；所要解决的技术问题是提供了一种无波束形成网络且可实现大覆盖角度的多波束天线；解决该技术问题采用的技术方案为：包括介质基板、天线阵列和接地板，天线阵列和接地板分别贴装于介质基板的上表面和下表面，天线阵列包括九个圆形金属贴片单元和互耦馈电网络，接地板上刻蚀的九个U型缝隙与九个圆形金属贴片单元的位置对应；本发明可广泛应用于无线通信领域。

技术领域

本发明一种无波束形成网络的大覆盖角度多波束天线，属于天线技术领域。

背景技术

多波束天线能够向空间辐射出不同指向的波束，其波束具有波束宽度窄、增益高的优点，可以满足新一代通信系统对大通信容量、高覆盖率的要求。传统的多波束天线包括波束形成网络和由该网络馈电的天线阵列，其中，波束形成网络的设计是实现多波束天线的关键。根据波束形成网络可将多波束天线分为两类：矩阵形式的多波束天线和准光学形式的多波天线。矩阵类多波束天线主要包括Butler矩阵、Blass矩阵和Nolen矩阵多波束天线等，准光学多波天线主要包括Rotman透镜、Bootlace透镜、R-KR透镜多波束天线等。但以上两类多波束天线都需要设计复杂的波束形成网络，给天线的设计带来极大的难度。另外，为了扩展多波束天线的波束覆盖区域，增大波束在垂直方向上的覆盖角度也已成为多波束天线技术的一个重要问题。

发明内容

本发明的目的在于解决现有的波束形成网络结构复杂且波束覆盖角度较小的技术问题，提供一种无波束形成网络且可实现大覆盖角度的多波束天线。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种无波束形成网络的大覆盖角度多波束天线，包括介质基板、天线阵列和接地板，天线阵列和接地板分别贴装于介质基板的上表面和下表面；介质基板上设置有同轴馈电探针，接地板上刻蚀有U型缝隙，天线阵列包括圆形金属贴片单元和互耦馈电网络，九个圆形金属贴片单元以3×3的阵列方式排布，每个圆形金属贴片单元均由一个同轴馈电探针馈电，每个同轴馈电探针的下端设置在一个U型缝隙的内部区域内，互耦馈电网络包括四条微带线，每两条微带线为一组，分别设置在圆形金属贴片单元3×3的阵列中的不同列之间。

进一步，所述圆形金属贴片单元同形，所述U形缝隙同形。

进一步，所述U形缝隙的开口端指向一致，所述U形缝隙的长度小于所述圆形金属贴片单元的直径。

进一步，所述微带线的长度小于相邻两个所述圆形金属贴片单元的圆心距，所述微带线同形。

进一步，所述圆形金属贴片单元3×3的阵列的行间距和列间距相等。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：本发明适用于无线通信，结构简单，不需要波束形成网络，且波束覆盖角度大，有效解决了现有的多波束天线中波束形成网络设计复杂且波束覆盖角度较小的问题。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的天线阵列结构示意图；

图3是本发明的接地板结构示意图；

图4是本发明的辐射方向示意图；

图5是本发明的反射系数示意图；

图6是本发明的端口隔离度示意图；

图7是本发明在8.5 GHz处的三维辐射方向图；

图8是本发明在8.5 GHz处的3-dB等高线示意图。