[發明專利]一種小型化垂直極化多頻段工作的通信天線

在審

• 申請號: 201910035414.0
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN109599669A
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 杜國孟;鄭國敏;王維
• 申請（專利權）人: 西安雷訊電子科技有限責任公司
• 主分類號: H01Q1/38
• 分類號: H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q21/00;H01Q21/30;H01Q1/12
• 代理公司: 西安眾星藍圖知識產權代理有限公司 61234
• 代理人: 張恒陽

本發明屬于通信及空間測控天線技術領域，尤其涉及一種小型化垂直極化多頻段工作的通信天線。本發明通過天線主輻射陣元、天線副輻射陣元、主寄生套筒條組、副寄生套筒條組、固定支架、反射安裝底座射頻饋電電纜的優化設計，調整天線主輻射陣元、天線副輻射陣元、主寄生套筒條組、副寄生套筒條組的尺寸、分布關系等參數將天線整體結構尺寸縮小的同時，進一步展寬工作頻帶同時，使天線調諧在不同的工作頻段內，實現了天線整體的安裝與固定。通過采用以上設計使得天線滿足垂直極化、寬頻帶工作和限制空間安裝的要求，天線增益大于0dB，方位向波束寬度為360°，俯仰向波束寬度為60°，多波段工作數目大于等于3個，每頻帶相對寬度大于10％。

技術領域

本發明屬于通信及空間測控天線技術領域，尤其涉及一種小型化垂直極化多頻段工作的通信天線。

背景技術

目前，在無人/有人機載、特種移動車輛，高速移動數據終端通信傳輸系統中，射頻前端天線多選擇為工作在L及S等頻段的垂直極化，全向輻射的偶極子天線形式，如刀形天線、螺旋法向模天線，鞭狀天線或是平面微帶天線陣列補全系統等。隨著通信系統容量的不斷增加，以及信道內電磁兼容性要求的提升，大量移動終端設備要求系統能夠工作在多個頻段內，且各頻段內工作的系統要具有較高的隔離度。原有天線產品往往存在機械結構復雜，天線饋電系統匹配復雜，工程調試周期長，加工成本較高等問題。在無人/有人機載、特種移動車輛，高速移動平臺要滿足小型化、制作安裝簡便等特性，新的垂直極化、滿足多頻帶工作、具有優良的全向輻射特性天線的設計日趨重要。在垂直極化多頻段天線的形式中，微帶套筒天線具有尺寸適中，俯仰面方向圖覆蓋范圍大，方位面方向圖全向輻射波動小，工作頻帶寬等優良特性。如Thomas G.Spence和Douglas H.Werner在《A Novel MiniatureBroadband/Multiband Antenna Based on an End-Loaded Planar Open-Sleeve Dipole》(Thomas G.Spence，Douglas H.Werner,“A Novel Miniature Broadband/MultibandAntenna Based on an End-Loaded Planar Open-Sleeve Dipole”TRANSACTIONS ONANTENNAS AND PROPAGATION,IEEE,VOL.54,NO.12,DECEMBER，2006)中提出了一種基于微帶介質板的套筒天線的物理模型。按照Thomas G.Spence和Douglas H.Werner的模型，天線輻射單元采用標準PCB工藝在微帶介質板上加工成型出來，整體由兩個四分之一波長長度的金屬陣子形成的偶極子天線，兩個四分之一波長尺寸的寄生部件位分布于偶極子天線兩側構成。Thomas G.Spence和Douglas H.Werner在文章中僅是對這種天線進行了原理性的說明，對于天線的工程實現與饋電方式未做具體分析與說明。Pascal Hirsch在ThomasG.Spence和Douglas H.Werner的研究基礎上提出了一種工作在S和C波段上的天線模型(Pascal Hirsch，“Compact Dual-Band Parasitic Dipole Antenna for HarmonicTransponders”，ISAP2015,2015)該模型基于Thomas G.Spence和Douglas H.Werner提出的模型構建形式，只是對模型的端口阻抗特性，電場輻射特性進行了簡單分析。上述天線模型只是基于理論建模分析，并未涉及具體的工程設計，結構方式與實施方式，因此其得出的各項結論與分析存在諸多的理想狀況，尤其是在工作帶寬的調整、控制和方向圖的優化與改善作用，不滿足工程實踐與加工測試要求，天線的整體結構也很難滿足一些限制空間及隱蔽安裝的技術要求。

發明內容

本發明提供了一種小型化垂直極化多頻段工作的通信天線；目的之一是提供一種滿足工程實踐與加工測試對工作帶寬的調整、控制和方向圖的優化與改善作用要求的通信天線；本發明的目的之二是提供一種整體結構滿足限制空間及隱蔽安裝技術要求的通信天線。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：