[发明专利]一种宽频带全向印刷阵列天线

说明书

本发明公开了一种宽频带全向印刷阵列天线，包括金属辐射贴片、功分网络结构、金属非对称U型双枝节、介质基板和金属化通孔；其中，所述金属辐射贴片、功分网络结构、金属非对称U型双枝节构成元件单元，且在介质基板的正反两面均印刷有所述元件单元；所述功分网络结构与金属辐射贴片连接，金属非对称U型双枝节与功分网络结构连接，金属非对称U型双枝节与金属辐射贴片均不接触，通过所述金属化通孔连接位于介质基板的正反两面的金属辐射贴片。本发明的天线具有良好的宽频带、小型化、高增益稳定度以及全向辐射性能，达到了无人机机载对该种天线小型化、轻量化的严苛要求。

技术领域

本发明涉及印刷阵列天线技术领域，特别涉及一种宽频带全向印刷阵列天线。

背景技术

在信息现代化的时代，人们对频谱资源的利用要求更高，宽带天线的宽频带特性可以缓解日益紧张的频带资源需求，此外，因其工作频带较宽，在设计中可以通过实现单个天线宽频带设计，满足多个频带内良好的工作性能，使得通信设备中的天线数量大大减少，有利于提高通信系统的集成度。

印刷天线具有低剖面、易加工、成本低、轻量化等优点，也因其结构紧凑、制造工艺简单、易实现与载体共形等优势，特别适用于无人机、卫星通信等对于重量和尺寸有特别要求的地方。但随着无人机、特殊飞行器等应用需求的增长，要求印刷天线获得更宽的带宽、更小的尺寸。目前大多是采用阻抗加载、阻抗匹配技术等方法来拓展印刷天线带宽。但印刷天线因其结构形式天生具有窄带宽的劣势，且在满足天线小型化设计的同时其带宽性能也会受到影响，所以现有的印刷天线难以满足无人机机载更宽频带的工作需求。

发明内容

本发明的目的是克服上述背景技术中不足，提供一种宽频带全向印刷阵列天线，工作于超短波波段，具有良好的宽频带、小型化、高增益稳定度以及全向辐射性能，达到了无人机机载对该种天线小型化、轻量化的严苛要求。

为了达到上述的技术效果，本发明采取以下技术方案：

一种宽频带全向印刷阵列天线，包括金属辐射贴片、功分网络结构、金属非对称U型双枝节、介质基板和金属化通孔；其中，所述金属辐射贴片、功分网络结构、金属非对称U型双枝节构成元件单元，且在介质基板的正反两面均印刷有所述元件单元；所述功分网络结构与金属辐射贴片连接，金属非对称U型双枝节与功分网络结构连接，金属非对称U型双枝节与金属辐射贴片均不接触，通过所述金属化通孔连接位于介质基板的正反两面的金属辐射贴片；具体实施中，天线的各部件的间距可根据天线性能要求确定；

本发明的宽频带全向印刷阵列天线，通过加载非对称U型枝节技术，调节馈电端的阻抗匹配，有效地展宽印刷天线带宽；偶极子辐射单元双面印制形成寄生结构，两层振子相互耦合以提高带宽，天线辐射单元同时采用双振子的对称结构，等效的增加了振子臂的宽度，减缓振子天线输入阻抗随频率的变化，进一步提高天线带宽，解决了印刷天线带宽过窄而无法满足无人机机载等工作频带需求的问题，具备良好的宽频带特性和全向辐射性。

进一步地，所述功分网络结构为结构相同的微带馈线构成的天线二元直线阵。

进一步地，所述金属辐射贴片包括8个矩形振子臂。

进一步地，所述金属辐射贴片包括8个形状大小完全相同的矩形振子臂，且分别印制在介质基板的正反两面，组成两个辐射单元并对称放置于馈电点两侧，具体的金属辐射贴片之间的间距可根据天线的阻抗匹配要求确定。

进一步地，所述金属非对称U型双枝节的各枝节的长度不同，与馈电端的距离不同，具体的金属非对称U型双枝节与中心馈电的距离和枝节长度则根据天线馈电端的阻抗匹配要求确定。

进一步地，所述介质基板的正反两面的元件单元以功分网络结构为对称轴对称，且功分网络结构与金属辐射贴片为垂直连接，金属非对称U型双枝节与功分网络结构为垂直连接。

进一步地，位于所述介质基板的正面的功分网络结构与馈电接头的中心馈电针连接，位于介质基板的反面的功分网络结构与馈电接头的外导体连接。