[發(fā)明專利]一種水平全向平面印刷天線

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910058505.2
• 申請日: 2009-03-05
• 公開（公告）號: CN101505003A
• 公開（公告）日: 2009-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳星;黃卡瑪;劉長軍;郭慶功;趙翔;華偉;閆麗萍;楊曉慶
• 申請（專利權(quán)）人: 四川大學(xué)
• 主分類號: H01Q13/08
• 分類號: H01Q13/08;H01Q13/10;H01Q1/38
• 代理公司: 成都科海專利事務(wù)有限責(zé)任公司
• 代理人: 鄧?yán)^軒

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種水平全向平面印刷天線，屬于無線電設(shè)備中的天線領(lǐng)域。

背景技術(shù)

天線作為無線電通訊的發(fā)射和接收設(shè)備，直接影響電波信號的質(zhì)量，因而，天線在無 線電通訊中占有極其重要的地位。一個(gè)結(jié)構(gòu)合理，性能優(yōu)良的天線系統(tǒng)可以最大限度的降 低對整個(gè)無線系統(tǒng)的要求，從而節(jié)約系統(tǒng)成本，同時(shí)提高整個(gè)無線系統(tǒng)的性能。

隨著現(xiàn)代無線通訊的發(fā)展，眾多的基站天線需要同各個(gè)方向的通訊終端實(shí)現(xiàn)通訊，因 此要求基站天線能夠?qū)崿F(xiàn)水平面360度的發(fā)射或接收覆蓋，即輻射方向圖在水平面全向。 為滿足各類無線通訊的實(shí)際應(yīng)用，對水平全向基站天線不但要求具有良好的水平全向輻射 特性，還要求其具有重量輕、加工簡便、成本低廉和容易大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。

為滿足無線通訊對水平全向天線的需求，人們研制了多種類型的水平全向天線。如串 饋螺旋倒相振子天線。該天線由數(shù)個(gè)振子倒相串聯(lián)而成，設(shè)計(jì)容易、結(jié)構(gòu)簡單、造價(jià)低、 但是由于移相線圈的電損耗較大，不容易實(shí)現(xiàn)高增益，天線的效率也較低；雙錐天線，由 兩個(gè)金屬圓錐和一根同軸饋線組成，同軸線的內(nèi)外導(dǎo)體分別接到雙圓錐的兩個(gè)頂點(diǎn)。此天 線工作頻帶寬，設(shè)計(jì)簡單，但增益較低；同軸開槽天線，利用硬同軸線直接制作，基本原 理是采用同軸線從天線底部饋電，根據(jù)不同的工作頻率，按照一定的間隔切去外導(dǎo)體，使 介質(zhì)裸露，這樣裸露介質(zhì)部分的內(nèi)導(dǎo)體形成輻射單元，等效于一個(gè)振子天線，其方向圖在 水平面是全向的。此天線結(jié)構(gòu)簡單，增益較大，但是對加工精度有較高要求。

現(xiàn)有全向天線中，有相當(dāng)一部分采用平面印刷結(jié)構(gòu)，即直接將天線通過印刷技術(shù)制作 在印刷電路板(printed?circuit?board，PCB)上。由于采用印刷技術(shù)，該類天線具有重量輕、 加工精度高、成本低廉和容易批量生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)，在無線通訊應(yīng)用中得到了廣泛的應(yīng)用。但 由于平面結(jié)構(gòu)不具備軸對稱性，因此難以實(shí)現(xiàn)好的全向輻射特性。此外，平面印刷天線屬 于諧振天線，其工作頻帶通常較窄。

《IEEE?TRANSACTIONS?ON?ANTENNAS?AND?PROPAGATION》1998年第46期上 論文“A?back-to-back?rectangular?patch?antenna?feed?by?a?CPW”介紹一種全向平面印刷天線， 該天線的結(jié)構(gòu)簡單，制作成本低，兩個(gè)矩形微帶貼片背對背分布在兩塊共地的基片上，采 用中間共面波導(dǎo)對矩形貼片饋電。在1.9GHz的工作頻率上設(shè)計(jì)的該天線，不圓度小于3dB， 基本實(shí)現(xiàn)水平面上方向圖全向，但工作頻帶較窄，只有1.7％，沒有同時(shí)兼顧高增益和寬頻 帶的要求；《IEEE?TRANSACTIONS?ON?ANTENNAS?AND?PROPAGATION》2004年第 52期上論文“Omni-directional?planar?dipole?array?antenna”介紹了另一種平面印刷天線，四組 印刷偶極振子分兩對背對背的分布在基片上。與上一篇文章不同的是，這兩對偶極振子的 朝向是互補(bǔ)的。在以2.4GHz為中心的工作頻帶上最大增益6.1dBi，不圓度只能控制在2dB 以內(nèi)；2005年國際微波進(jìn)展會(huì)議亞太區(qū)分會(huì)上論文“Analysis?and?simulation?of?cylindrical conformal?omni-directional?antenna”提出了一種圍繞圓柱形基片構(gòu)建的輻射單元陣列全向天 線，這種天線也是由基本的共地天線衍生而來，不過以前的平面基片由圓柱體基片取代， 取得了不錯(cuò)的仿真效果，實(shí)際加工中難度比較大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種水平全向平面印刷天線。其特點(diǎn)是結(jié) 構(gòu)簡單、易于加工生產(chǎn)、成本低廉、具有低不圓度和高增益等良好的水平全向輻射特性。

本發(fā)明的目的由以下技術(shù)措施實(shí)現(xiàn)：

水平全向平面印刷天線