CN1780053A - 新型全向天线辐射单元 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种全向天线辐射单元，其特征在于：具有一导体基管，所述的导体基管外沿径向套有一根或一根以上的导体外管，外导体管端部与导体基管外壁面之间构成辐射单元的端口，两端口之间的距离约为1/2中心频率波长。本发明频带更宽，增益更高。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种全向天线辐射单元。
【背景技术】
全向天线辐射单元通常为线形半波对称振子。如图1，线形半波对称振子通常由等长的臂11和臂12构成，两臂的空间位置在同一直线上，每臂长一般为1/4λ0(λ0为中心频波长，下同)，并在振子的中间馈电。半波对称振子增益为2.15dB，在用半波对称振子构成全向阵列天线时，其结构通常有并馈和串馈两种结构(图2和图3)。
如图2，是作并馈天线的单元。在振子中间用同轴电缆13对振子馈电。由于振子中间支撑金属杆14的影响，半波振子的阻抗特性变化很大，不能用50Ω电缆直接馈电，且天线频带宽度急剧变窄。如果不用金属圆管而用绝缘材料管支撑，馈电电缆对辐射振子同样产生影响，甚至影响更大。
如图3，是作串馈天线的单元15。将同轴传输线17外导体切出窄缝隙来对半波振子进行馈电。单元15和16之间的间距约为一个有效中心波长的长度。由于是串馈结构，单元之间的长度固定，而工作频率低端和高端的波长不相等，相位延迟就不一样。从而造成频率低端和频率高端的辐射方向图不在同一个方向上。这样使得天线频带特性很窄。此外，串馈天线还不能方便地对天线方向图实施上副瓣抑制和下零点填充技术。
上述半波振子辐射电波的机理，是依靠振子臂金属外壁上的交变电流产生的辐射。
基于半波振子辐射单元构成的全向天线，其带宽一般在10％左右。见图10。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种频带更宽，增益更高的新型全向天线辐射单元。见图4、图5。
为实现本发明的目的，本发明提供的全向天线辐射单元，包括有一导体基管，所述的导体基管外沿径向套有一根或一根以上的导体外管，相邻的两根管之间具有间隙，所述的间隙由绝缘介质填充，外导体管端部与导体基管外壁面之间构成辐射单元的端口。两个端口的间距约为1/2λ。，当在靠近端口的一端或两端相位相差180°进行馈电时，导体管的中部为电压零点。因而也可以用导体将导体管连接起来，见图6。
本发明利用端口构成辐射机理而实现全向辐射特性，比基于半波振子及其变形振子全向辐射单元带来了如下的好处：
1.最里面的导体基管既作为辐射单元的基管，又作为天线及阵列天线的支撑管，构成为辐射单元的一个重要组成部分，从而大大的改善了天线的阻抗特性，使辐射单元频带宽度大大展宽。在使用本全向辐射单元组成的全向天线阵列时，可以方便的使用并联的馈电方式，使阵列天线的频带宽度大大展宽，同时可以通过对每个辐射单元幅度和相位进行改变实现对天线方向图的赋形，如抑制上副瓣电平和下零点填充，从而比线性对称振子的全向天线能更好地实现对方向图的控制。
2.辐射单元两端口之间间距约为1/2λ0，端口之间具有组成阵列的作用，因而增益比半波振子提高了约1dB。
在使用本辐射单元组成全向天线阵列时，在同等增益下，可使得天线长度更短。
作为上述方案的进一步改进，可在本发明的金属外管的管壁设有切口，则本发明具有定向性，同时具有上述第1、第2所述的特点。
【附图说明】
图1是现有的全向天线辐射单元的半波振子示意图；
图2是现有半波振子采用并馈方式的全向天线阵列单元的结构图；
图3是现有半波振子采用串馈方式的全向天线阵列单元的结构图；
图4是本发明实施例1的立体示意图；
图5是本发明实施例1的纵向剖切结构示意图；
图6是本发明实施例2的纵向剖切结构示意图；
图7是本发明实施例3的纵向剖切结构示意图；
图8是本发明实施例4的横向剖切结构示意图；
图9是本发明实施例4的立体示意图；
图10是现有半波振子辐射单元构成的全向天线的频带宽度的实测数据图；
图11是本发明的频带宽度的实测数据图。
【具体实施方式】
实施例一：参考图4和图5，本实施例中辐射单元具有沿径向同轴套接的三根圆形金属管，其中最里面的金属管1的长度最长，作为辐射单元的金属基管，同时作为天线及阵列天线的支撑金属管，套在金属管1***的金属管2为辐射激励管，长度约为1/2λ0，金属管3为寄生管，套在金属管2的***，其长度比金属管2短。相邻的两金属管之间具有环形间隙，所述的间隙由绝缘介质4和介质5填充。金属管1、2、3及介质4、5、一起构成了本辐射单元。
金属管2、3的上下两端与金属基管外壁面之间分别形成辐射单元的上端口6和下端口7，两个端口之间的间距约为1/2λ0，馈电点设在靠近下端口7中的位置，且在金属管1和金属管2之间进行激励。
金属管1既作为辐射单元的基管，又作为天线及阵列天线的支撑金属管，构成为辐射单元的一个重要组成部分，从而大大的改善了天线的阻抗特性，使天线的驻波比小于1.5的工作带宽大于25％以上(图11)。在使用本全向辐射单元组成的全向天线阵列时，可以方便的使用并馈的馈电方式，使阵列天线的频带宽度大大展宽到大于25％。同时可以通过对每个辐射单元的幅度和相位控制实现对天线方向图的赋形，如辐射波束的上波瓣抑制和下零点填充。
端口6、7之间具有组成阵列的作用，因而增益比半波振子提高了约1dB。在使用本辐射单元组成全向天线阵列时，在同等增益下，可使得天线长度更短。
实施例二：参考图6，在实施例一时，当馈电点的位置在靠近端口的一端或两端进行馈电时，在金属管的中部形成零电位，因而用导体件18将金属管连在一起，见图。
实施例三：参考图7，本实施例与上述实施例不同的是，其仅由金属管1和金属管2组成，但与上述实施例具有相同的特性。
实施例四：参考图8和图9，本实施例与实施例一不同的是，其导体管2、3的管壁设有沿轴向延伸的槽形切口8，这样使辐射单元具有定向性，同时具有上述实施例所述的特性。
上述的切口8并不局限于槽形，可以是任何形状的切口。
Claims (5)
1、一种全向天线辐射单元，其特征在于：具有一导体基管，所述的导体基管外沿径向套有一根或一根以上的导体外管，外导体管端部与导体基管外壁面之间构成辐射单元的端口，两端口之间的距离约为1/2中心频率波长。
2、根据权利要求1所述的全向天线辐射单元，其中所述相邻两管之间具有间隙，该间隙可以由空气或介质填充。
3、根据权利要求1所述的全向天线辐射单元，当其中所述导体基管与导体外管中部为零电位时，可以在导管的中部用导体相连接。
4、根据权利要求1所述的全向天线辐射单元，其中所述导体基管以及导体外管的截面可以是任意形状，如：圆形、多边形、椭圆形等等。
5、根据权利要求1所述的全向天线辐射单元，其中所述的导体管管壁可以设有切口，此切口也可以为任何形状。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410052409 CN1780053A (zh) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | 新型全向天线辐射单元 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 200410052409 CN1780053A (zh) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | 新型全向天线辐射单元 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1780053A true CN1780053A (zh) | 2006-05-31 |
Family
ID=36770226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 200410052409 Pending CN1780053A (zh) | 2004-11-24 | 2004-11-24 | 新型全向天线辐射单元 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN1780053A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113964497A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 江苏亨鑫科技有限公司 | 隐藏式零点填充全向天线 |
-
2004
- 2004-11-24 CN CN 200410052409 patent/CN1780053A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113964497A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-01-21 | 江苏亨鑫科技有限公司 | 隐藏式零点填充全向天线 |
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