[发明专利]一种兼具扇形波束和笔形波束的双频阵列天线

说明书

本发明涉及一种兼具扇形波束和笔形波束的双频阵列天线，属于天线技术领域。天线包括基板及排布在基板表面的阵列天线，天线单元一与天线单元二通过滤波相移线沿x轴方向级联组成子阵。分别在天线单元一、二的上方和下方一定距离处沿x轴对称放置一对T型单极子，在天线单元二上边缘嵌入矩形槽以实现良好的阻抗匹配。天线单元二在一个频点或频带产生扇形波束，具有宽波束性能，在另一个频点或频带产生笔形波束，具有窄波束性能；随后将天线单元一通过滤波相移线与天线单元二级联使得天线单元一只能工作在另一个频点或频带，使其具有更窄波束的性能。级联四个子阵使得天线阵列同时在一个频点或频带产生扇形波束、在另一个频点或频带产生笔形波束。

技术领域

本发明属于天线技术领域，涉及一种兼具扇形波束和笔形波束的双频阵列天线。

背景技术

当天线的方向图为扇形波束时，具有宽波束特性，其能够使得信号覆盖区域更广，适用于点对多的通信；当天线的方向图为笔形波束时，具有窄波束特性，从而让天线能够更好的指向特定方向辐射，使得信号在同等条件下传输距离更远，适用于点对点的通信。在一个典型的户外无线以太网桥接系统中，一个定向天线同时提供扇形波束和笔形波束能够同时满足信号的广泛覆盖以适用于点对多通信和点对点通信时回程链路的工作距离要求。因此开发一种在一个频点或频带是扇形波束在另一个频点或频带是笔形波束的双频天线是非常有必要的。

为此，我们提出一种兼具扇形波束和笔形波束的双频天线阵列来解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种兼具扇形波束和笔形波束的双频阵列天线，该结构首先由天线单元一和天线单元二由滤波相移线沿x轴方向级联组成子阵，然后再沿y轴方向排布组成2*4阵列，最终达到兼顾扇形波束和笔形波束的目的。将所发展的阵列天线应用于户外无线以太网桥接系统中，可以实现良好的点对点、点对多的通信效果。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种兼具扇形波束和笔形波束的双频天线阵列，其中两个相邻天线子阵间距d为49mm并沿y轴方向放置，天线子阵由天线单元一与天线单元二通过滤波相移线沿x轴方向级联组成。

可选的，所述天线子阵还包括两对T型单极子一，即单极子一5、单极子中加载的金属柱一13和单极子五9、单极子中加载的金属柱五17分别对称放置在贴片21的上侧。

可选的，所述天线子阵还包括两对T型单极子二，即单极子二6、单极子中加载的金属柱二14和单极子六10、单极子中加载的金属柱六18分别对称放置在贴片21的下侧。

可选的，所述天线子阵还包括两对T型单极子三，即单极子三7、单极子中加载的金属柱三15和单极子七11、单极子中加载的金属柱七19对称放置在天线单元二中的微带贴片22的上侧。

可选的，所述天线子阵还包括两对T型单极子四，即单极子四8、单极子中加载的金属柱四16和单极子八12、单极子中加载的金属柱八20对称放置在天线单元二中的微带贴片22的下侧；蚀刻在天线单元二中的槽23蚀刻在天线单元二中的微带贴片22上边缘。

可选的，所述滤波相移线24由七个枝节弯曲连接组成。

可选的，所述基板1的材料为F4B，相对介电常数为2.2，损耗角正切为0.0009，厚度为3mm。

本发明的有益效果在于：

(1)双频天线阵列在低频段能够提供宽波束的方向图特性，能够使得无线信号覆盖范围广，适用于点对多通信；

(2)双频天线阵列在高频段能够提供窄波束的方向图特性，能够使得信号朝某特定方向传输距离更远，适用于点对点通信；

(3)双频天线阵列能够同时提供宽、窄波束的方向图特性，能够同时适用于点对点、点对多通信，十分契合户外无线以太网桥接系统。