[發明專利]一種寬帶可調的八木天線

在審

• 申請號: 201710475005.3
• 申請日: 2017-06-21
• 公開（公告）號: CN107221741A
• 公開（公告）日: 2017-09-29
• 發明（設計）人: 褚慶昕;林江鋒
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: H01Q1/36
• 分類號: H01Q1/36;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/30
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司44245
• 代理人: 馮炳輝

技術領域

本發明涉及無線通信與天線的技術領域，尤其是指一種寬帶可調的八木天線。

背景技術

近些年來，通信系統正朝著小型化、多功能化方向發展。天線作為通信系統的重要組成部分，也面臨這小型化、寬帶化的迫切要求。傳統八木天線天線具有方向性強增益高的優點，但其驅動振子和反射振子要比引向振子長，導致其總體尺寸較大，另外，八木天線的帶寬也比較窄。如果能減小八木天線的尺寸并且不會減小其增益，無疑具有重大意義。

發明內容

本發明的目的在于克服現有均勻振子八木天線尺寸大，帶寬無法調節的缺陷，提供了一種結構緊湊、寬帶可調的八木天線，該天線設計靈活，具有尺寸小、帶寬大、增益和帶寬可調節等優點。

為實現上述目的，本發明所提供的技術方案為：一種寬帶可調的八木天線，包括介質基板及制作于該介質基板上的引向振子、驅動振子和反射振子，所述驅動振子采用階躍結構或漸變過渡結構，所述引向振子和反射振子全部或部分采用階躍結構或漸變過渡結構，即有些振子不再是均勻粗細；其中，所述驅動振子的一部分、引向振子、反射振子位于介質基板的上表面，且該驅動振子的一部分處于引向振子和反射振子之間，該驅動振子的另一部分位于介質基板的下表面，并與介質基板下表面預留的用于焊接SMA接頭的焊接位相連，所述SMA接頭的內探針穿過介質基板與引向振子相連。

所述引向振子、驅動振子和反射振子為立體鑄件或平面印刷件。

本發明與現有技術相比，具有如下優點與有益效果：

1、傳統八木天線由均勻振子組成，反射振子比驅動振子長，驅動振子又比引向振子長，導致總體尺寸較大；而本八木天線的驅動振子采用階躍結構或漸變過渡結構，引向振子和反射振子全部或部分采用階躍結構或漸變過渡結構，反射振子、驅動振子和引向振子的長度可以任意調節，反射振子甚至可以比引向振子更短，因此尺寸可以顯著減小。

2、本八木天線設計靈活，通過調節驅動振子階躍或漸變過渡的位置及驅動振子的長度和粗細可以有效調節八木天線的中心頻率；通過調節驅動振子靠外側部分與反射振子的距離可以有效調節八木天線的帶寬，當調節到某個最佳距離時，天線帶寬大大增加；通過調節反射陣子或引向振子階躍或漸變過渡的位置及余下振子的長度和粗細可以有效調節八木天線的增益。而傳統八木天線只能靠調節振子的長度來改變中心頻率和增益，帶寬幾乎無法調節。

3、本八木天線的工作頻段比傳統八木天線寬。

附圖說明

圖1是本發明天線的俯視圖。

圖2是本發明天線的仰視圖。

圖3是本發明天線的側視圖。

圖4是本發明天線的S參數仿真結果。

圖5是本發明天線的最大輻射方向增益仿真結果。

圖6是本發明天線在中心頻率處H面主極化方向圖仿真結果(單位：dBi)。

圖7是本發明天線在中心頻率處E面主極化和交叉極化方向圖仿真結果(單位：dBi)。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明作進一步說明。

參見圖1至圖3所示，本實施例所提供的八木天線包括單層覆銅的介質基板4及制作于該介質基板4上的引向振子1、驅動振子和反射振子3，使用機械刻制、激光刻制、電路板腐蝕等技術均可容易地制作，這里我們采用介電常數為4.4，厚度為1.6mm的FR4基板。其中，所述驅動振子的一部分201、引向振子2、反射振子3位于介質基板4的上表面，且該驅動振子的一部分201處于引向振子1和反射振子3之間，該驅動振子的另一部分202位于介質基板4的下表面，并與介質基板4下表面預留的用于焊接SMA接頭的焊接位5相連，所述SMA接頭的內探針穿過介質基板4與引向振子1相連。在本實施例中，除了引向振子1外，我們把驅動振子與反射振子3均做成階躍結構(具體來說，是兩頭粗中間細)，并保持它們各自的長度與引向振子1相同。當然，所述的驅動振子也可以做成漸變過渡結構(實現更優的阻抗匹配)，而所述引向振子1和反射振子3也可以全部或部分做成階躍結構或漸變過渡結構，以滿足八木天線的中心頻率、寬帶可調及增益的效果。此外，上述所有振子可以是立體鑄件，也可以是平面印刷件；天線振子數目可以根據增益要求確定；振子的距離可以調節以獲取最大增益和最大帶寬；振子階躍或漸變過渡的位置和振子的長度、粗細可以調節以獲取最大增益和最大帶寬。