[發明專利]一種基于反射器變形結構的小型化準八木天線

有效

• 申請號: 201710006687.3
• 申請日: 2017-01-05
• 公開（公告）號: CN106785482B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 湯煒
• 申請（專利權）人: 華僑大學
• 主分類號: H01Q19/30
• 分類號: H01Q19/30;H01Q23/00;H01Q1/36;H01Q1/48;H01Q1/50
• 代理公司: 廈門市首創君合專利事務所有限公司 35204
• 代理人: 張松亭;林燕玲

一種基于反射器變形結構的小型化準八木天線，包括介質基板、天線饋線、平衡巴倫、差模饋電電路、共面帶線、饋源振子、引向器及接地片；該天線饋線一端連接天線端口，另一端連接平衡巴倫一端；該平衡巴倫另一端與差模饋電電路一端相連，該天線饋線和平衡巴倫水平并列地布置于該介質基板一端的一側；該差模饋電電路另一端與共面帶線一端相連；該饋源振子水平布置于該介質基板中部，饋源振子的源端與共面帶線另一端相連；該引向器水平地布置于該介質基板另一端；該接地片兩側分別連接有第一金屬條和第二金屬條。本發明通過減小縱向和橫向長度，從而實現八木天線的小型化，使得天線結構更為緊湊，還能確保良好的電氣性能特性。

技術領域

本發明涉及八木天線領域，特別是一種基于反射器變形結構的小型化準八木天線。

背景技術

八木天線(Yagi-Uda Antenna)是一種常規天線，它有很好的方向性，較偶極天線有高的增益，可適用于測向、遠距離通信等領域。但由于傳統的八木天線是一種立體性天線，體積較龐大，與微波電路集成較為困難。1998年，加利福尼亞大學洛杉磯分校的Itoh教授領導的科研小組巧妙地將八木天線技術引用至印刷電路板(PCB)上，并利用印刷振子和接地板實現了引向器，饋電振子和反射器功能，減小了傳統八木天線的尺寸。同時在天線結構上采用1/4波長轉換器，平衡巴倫，差模饋電等技術，解決了傳統八木天線中的窄帶問題，一時成為國際上的研究熱點，并將這種天線命名為準八木天線(Quasi Yagi-UdaAntenna)。隨后的工作主要圍繞進一步展寬帶寬實現寬頻，多頻以及針對準八木天線陣列展開，并取得了不錯的研究成果。

如圖1所示，傳統的準八木天線由反射器，饋源振子和引向器構成，從橫向尺寸看饋源振子全長度Ldri約為(0.45～0.48)λ₀，λ₀為輻射信號自由空間波長，反射器長度Lref略長于饋源振子，引向器略短于饋源振子，因而橫向長度應略大于0.5λ₀；從縱向長度分析，反射器和饋源振子間距Sref約為0.2λ₀，饋源振子與引向器間距Sdir為0.2λ₀，因而傳統三元八木天線的大小約為0.5λ₀*0.4λ₀。

將上述結論置于微帶八木天線，如圖2所示，由于介質作用，饋源振子等單元橫向尺寸會有一定的縮小，但是由于存在介質-空氣邊界對電磁信號的影響，天線末端仍需與介質邊緣有一定間距，故而一般仍采用的0.5λ₀的選擇尺寸；縱向方面，饋源振子與共面帶線、差模饋電電路、巴倫相連，后者具有穩定帶寬的作用，長度約為0.25λ₀。同時考慮到天線微帶饋線的長度，縱向尺寸整體算來，也約為0.5λ₀，天線基片的尺寸一般略大于0.5λ₀。為實現高增益時，如增加引向器數目尺寸會變得更大。

可知，該三元準八木天線的尺寸大小為0.5λ₀*0.5λ₀。采用該縱向布局，天線尺寸縱向長度有相當一部分被平衡巴倫占用,使得從準八木天線的整體結構來看，布局較為松散，整個天線結構顯得體積較大。

發明內容

本發明的主要目的在于克服現有技術中的上述缺陷，提出一種分別從縱向和橫向尺寸上進行縮減，并能確保良好的電氣性能特性的基于反射器變形結構的小型化準八木天線。

本發明采用如下技術方案：