[實用新型]L波段的準八木貼片天線陣列

有效

• 申請號: 201420844355.4
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN204271254U
• 公開（公告）日: 2015-04-15
• 發明（設計）人: 王友保;顧夢云;戚純雷
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/185;H01Q21/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

技術領域

本實用新型涉及天線領域，特別是L波段的準八木貼片天線陣列。

背景技術

天線是氣象探空儀通信系統的重要組成部分。天線的作用是將電磁波發射至空氣中或者從空氣中接收電磁波。所以天線亦可視為射頻收發電路與空氣中的信號耦合器。天線的好壞直接影響探空儀設備的性能。天線工作的傳播環境比較復雜，對溫度、地形等環境方面的影響比較敏感，電磁波在空中傳播時會受到多徑傳播、反射、繞射等各種阻礙，這些都對接收到的信號有一定的影響。由于傳輸距離遠，接收系統中采用定向高增益接收天線，要求接收天線主波束對準發射端。氣象探空儀通信系統接收天線一般采用的是四組八木陣子天線陣或者是地面寬波束拋物面天線。

??八木天線是一種典型的定向天線，廣泛應用于通信、雷達及其它無線電技術設備中，通常有一個有源陣子、一個反射器與若干個引向器組成。適當調整陣子的長度和它們之間的距離就可以改善天線的頻率響應和輻射特性。然而，八木天線只能實現端射輻射，而且無法與載體表面共面安裝，但是在無線通信的實際應用中，常常要求天線的主瓣波束在邊射方向和端射方向之間，即準端射方向，且天線與載體共面安裝。John?Huang等人基于微帶天線剖面薄、體積小、易于導彈、衛星等載體表面共性，且能夠實現準端射的優點，利用微帶貼片八木天線實現了上述的要求。

????1989年,John?Huang?提出了微帶貼片八木天線，將一個反射貼片、一個有源貼片和兩個引向貼片共4個正方形金屬貼片印制在一塊介質板正面，介質板背面是金屬接地板，采用同軸線饋電，天線工作原理與八木振子天線類似，貼片尺寸很接近但依次減小，經軟件仿真并制成實物，測試結果表明這種天線在仰角20°~60°的范圍內增益比普通微帶天線明顯提高，阻抗帶寬比單貼片也稍有展寬，具有準端射方向圖。1991年，John?Huang?又將4個微帶貼片八木天線并列組陣以提高增益，應用于美國的MSAT?系統中。2007?年，Gerald?R.?DeJean?對John?Huang?提出的結構進行了改進，通過增加引向貼片的個數，采用微帶線饋電，提高了天線的增益和前后瓣比(F/?B)，但相對帶寬較小。

發明內容

本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足而提供L波段的準八木貼片天線陣列，本實用新型采用陣列的方式且在L頻段上第一次采用微帶貼片八木天線作為天線單元，該天線增益高、結構簡單且成本低。

本實用新型為解決上述技術問題采用以下技術方案：

根據本實用新型提出的L波段的準八木貼片天線陣列，包括下表面接地的介質基板，還包括設置在介質基板上表面且關于介質基板的質心兩兩對稱的四個天線單元、微帶線，所述天線單元包括有源貼片、兩個反射貼片、引向貼片；其中，微帶線分別與有源貼片連接，兩個反射貼片位于有源貼片的同一側，有源貼片位于兩個反射貼片和引向貼片之間。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述有源貼片為正方形，反射貼片和引向貼片均為長方形。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述反射貼片的長度為寬度的四倍。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述引向貼片與有源貼片之間相距0.04個波長。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述反射貼片與有源貼片之間相距0.03個波長。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述微帶線的阻抗為100歐姆。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述引向貼片的尺寸為0.423個波長。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述天線單元之間相距0.6個波長。

作為本實用新型所述的L波段的準八木貼片天線陣列進一步優化的方案，所述介質基板為FR4介質板。

本實用新型采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果：

（1）本實用新型是在準八木天線的基礎上采用陣列的方式和運用了天線陣和接收極化天線之間的電力傳輸效率的方案得到最佳的幅值相位來增大增益，且在L頻段上第一次采用微帶貼片八木天線作為天線單元來設計高增益天線；

（2）本實用新型提供一個在L波段，增益為9.3dB的高增益天線，該設計結構簡單，易于實現，成本低；