[发明专利]一种全向水平极化天线的无盲区设计方法

说明书

本发明公开了一种全向水平极化天线的无盲区设计方法，属于天线设计技术领域，将同频段的圆极化天线平行放置于全向水平极化天线的中心区域；配置圆极化天线和全向水平极化天线的幅度和相位差，并通过相应的馈电网络实现圆极化天线和全向水平极化天线之间的幅度和相位差。本发明通过引入共轴的圆极化天线来弥补全向水平极化天线在中心轴方向的辐射盲区。

技术领域

本发明属于天线设计技术领域，更具体地，涉及一种全向水平极化天线的无盲区设计方法。

背景技术

在某些应用场景下，需要天线具有全向全极化的辐射或接收能力。全向垂直极化天线的设计较容易实现，一般采用直立单极子天线或偶极子天线即可实现。磁偶极子可以在空间产生全向水平极化辐射，但自然界中并不存在磁偶极子，一般通过模拟均匀电流环来实现全向水平极化辐射。常见的结构包括，几个沿圆周方向顺序旋转均匀排列的电偶极子、瓦尔第天线圆阵、或者通过耦合结构首尾衔接的若干圆弧带构成的金属圆环等。通过模拟均匀电流环来实现全向水平极化辐射的天线在水平面内具有较好的不圆度以及很好的低仰角覆盖特性。

偶极子天线都有一个共同的缺点，那就是方向图在沿圆环中心轴方向存在零点。虽然电偶极子形成的全向垂直极化方向图在电偶极子的轴向也存在零点，但电磁波的传播特性决定了该方向不会存在垂直极化的来波，因此不会构成盲区。但对于全向水平极化天线，沿圆环中心轴方向存在的零点会在对应空域形成盲区。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提出了一种全向水平极化天线的无盲区设计方法，通过引入共轴的圆极化天线来弥补全向水平极化天线在中心轴方向的辐射盲区。

为实现上述目的，本发明提供了一种全向水平极化天线的无盲区设计方法，包括：

将同频段的圆极化天线平行放置于全向水平极化天线的中心区域；

配置圆极化天线和全向水平极化天线的幅度和相位差，并通过相应的馈电网络实现圆极化天线和全向水平极化天线之间的幅度和相位差。

在一些可选的实施方案中，所述圆极化天线的尺寸以不对全向水平极化天线的辐射造成遮挡为原则，保持圆极化天线和全向水平极化天线的中心轴重合。

在一些可选的实施方案中，所述圆极化天线的半径不能超过全向水平极化天线的圆环内径。

在一些可选的实施方案中，所述圆极化天线和全向水平极化天线的幅度和相位差的配置原则是在方向图的凹陷深度与水平面内的不圆度这两个特性之间折中处理。

在一些可选的实施方案中，所述通过相应的馈电网络实现圆极化天线和全向水平极化天线之间的幅度和相位差，包括：

基于全向水平极化天线在水平方向具有最大辐射，但在竖直方向为辐射盲区，以及，圆极化天线在水平方向辐射较小，但在竖直方向具有最大的辐射，根据具体应用场景中对水平方向和竖直方向辐射的指标要求，调节全向水平极化天线和圆极化天线之间馈电的幅度和相位，实现对方向图形状的调控。

在一些可选的实施方案中，所述全向水平极化天线整体呈环型分布，由若干段弧形金属片组成，每段金属片的末端挖有几字型的缝隙，用来提供周期性的串联电容，并引入一对平行双导线作为平衡馈电的巴伦。

在一些可选的实施方案中，所述圆极化天线上表面由一对梯形和长方形复合贴片以及一对月牙形贴片拼接而成，下表面与上表面形状相同，下表面与上表面正交放置。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

通过引入共轴的圆极化天线来弥补全向水平极化天线在中心轴方向的辐射盲区，可用于解决数据通信等天线视界的顶空盲区问题。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种全向水平极化天线示意图；