[發(fā)明專利]超寬帶水平極化水平全向天線

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201611262876.9
• 申請(qǐng)日: 2016-12-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106848600B
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-10-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李道鐵;吳中林;劉木林
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東通宇通訊股份有限公司
• 主分類號(hào): H01Q21/00
• 分類號(hào): H01Q21/00;H01Q21/06;H01Q1/36;H01Q1/50
• 代理公司: 洛陽(yáng)公信知識(shí)產(chǎn)權(quán)事務(wù)所(普通合伙) 41120
• 代理人: 常曉虎

本發(fā)明提供一種超寬帶水平極化水平全向天線，其包括至少三個(gè)雙臂一體化天饋單元，該雙臂一體化天饋單元包括折合振子單元、平行饋線，該折合振子單元包括成鏡像對(duì)稱的作為上臂與下臂的兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片，該兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片的右邊導(dǎo)體末端通過(guò)彎折段相連，該兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片的左邊導(dǎo)體末端斷開(kāi)，并且分別與兩條平行饋線之一連接，該至少三個(gè)雙臂一體化天饋單元繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)分布，該平行饋線在中心點(diǎn)匯聚，該中心點(diǎn)為饋電點(diǎn)。本發(fā)明選用折合振子作為輻射單元，以便組陣并饋后獲得高阻抗和寬帶寬，增益顯著增加，最大輻射方向得到優(yōu)化，由上仰和下傾變?yōu)槔硐胨?，交叉極化比更優(yōu)，效率明顯提升，超寬帶寬，簡(jiǎn)化了饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)，調(diào)試優(yōu)化更方便。

【技術(shù)領(lǐng)域】

本發(fā)明涉及一種無(wú)線通信天線設(shè)備與技術(shù)，特別是涉及超寬帶水平極化水平全向天線及其技術(shù)。

【背景技術(shù)】

全向天線是無(wú)線通信領(lǐng)域中的一種重要天線類型。理論上，天線增益計(jì)算需要以各向均勻輻射的理想全向天線作為參考。工程上，僅在某個(gè)切面如水平面具有均勻輻射的全向天線應(yīng)用十分廣泛，典型場(chǎng)景如車載天線、無(wú)線路由器等終端設(shè)備。由于終端設(shè)備相對(duì)于基站發(fā)射臺(tái)的位置和方位是任意的，使用全向天線不僅能保證良好的通信效果，還可以減少設(shè)備尺寸與成本。顯然，輻射方向圖的均勻性(即不圓度)是全向天線的關(guān)鍵指標(biāo)。除此以外，帶寬和極化也是全向天線的重要性能指標(biāo)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們發(fā)明的全向天線多為垂直極化，而水平極化全向天線的設(shè)計(jì)則困難得多。但是，水平極化全向天線應(yīng)用需求同樣十分強(qiáng)烈和廣泛，如與垂直極化全向天線組成正交雙極化全向MIMO天線，以提高通信系統(tǒng)的容量。迄今為止，已發(fā)明的水平極化水平全向天線幾乎都是基于環(huán)天線理論，即電小環(huán)天線和電大Alford環(huán)天線。前者是最早發(fā)明的水平極化水平全向天線，它的增益很低、帶寬很窄、效率很差；后者是將多個(gè)水平半波振子按圓周方式排列，整體尺寸較大、饋電網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)復(fù)雜、不圓度差、增益低、交叉極化比和效率較低,請(qǐng)參考圖2。這兩種方案都是平面化結(jié)構(gòu)，剖面高度極低。除上述方案外，還可通過(guò)對(duì)數(shù)周期天線組裝來(lái)實(shí)現(xiàn)。第一種方案是：將幾支的對(duì)數(shù)周期天線(LPDA)短端朝上豎直放置，同樣排列成一個(gè)圓周來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶水平極化水平全向天線。這種方案的高度和直徑為數(shù)個(gè)波長(zhǎng)量級(jí)，對(duì)于尺寸要求嚴(yán)格的場(chǎng)景顯然不適用。或者，將幾支對(duì)數(shù)周期天線短端朝內(nèi)共面排成圓陣。這種方案同樣尺寸大、增益低，且不圓度也很差。另外，還有其他一些技術(shù)方案，也都存在尺寸大、體積大的缺點(diǎn)。綜上所述，高性能寬帶水平極化水平全向天線是無(wú)線通信中的關(guān)鍵設(shè)備和技術(shù)瓶頸。在工程應(yīng)用需求的背景下，它將始終是天線領(lǐng)域中的重要研究課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明旨在為無(wú)線通信提供一種超寬帶、水平輻射、全向性、高增益、高交叉極化比、高效率，以及低剖面、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、適合批量生產(chǎn)的超寬帶水平極化水平全向天線，并為高增益水平極化全向陣列天線、多頻水平極化全向天線和H/V雙極化全向天線的設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供有益的參考方法。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的，提供以下技術(shù)方案：

本發(fā)明提供一種超寬帶水平極化水平全向天線，其包括至少三個(gè)雙臂一體化天饋單元，該雙臂一體化天饋單元包括折合振子單元、平行饋線，該折合振子單元包括成倒影鏡像對(duì)稱的作為上臂與下臂的兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片，該兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片的右邊導(dǎo)體末端通過(guò)彎折段相連，該兩個(gè)倒U形導(dǎo)體片的左邊導(dǎo)體末端斷開(kāi)，并且分別與兩條平行饋線之一連接，該至少三個(gè)雙臂一體化天饋單元繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)分布，該平行饋線在中心點(diǎn)匯聚，該中心點(diǎn)為饋電點(diǎn)。本發(fā)明選用折合振子作為輻射單元，以便組陣并饋后獲得高阻抗和寬帶寬。

優(yōu)選的，該至少三個(gè)雙臂一體化天饋單元繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)均勻分布。

優(yōu)選的，其包括五個(gè)所述雙臂一體化天饋單元，該五個(gè)雙臂一體化天饋單元繞中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)均勻分布。

優(yōu)選的，該雙臂一體化天饋單元還包括至少一對(duì)上下對(duì)稱的倒U形橫向開(kāi)路枝節(jié)，該至少一對(duì)橫向開(kāi)路枝節(jié)設(shè)置在垂直于平行饋線方向，以中心饋電點(diǎn)為起點(diǎn)由內(nèi)往外依次設(shè)置，每對(duì)橫向開(kāi)路枝節(jié)頂端開(kāi)路、底端短路至平行饋線。