CN1825704A - 角反射平面印制板偶极子天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种角反射平面印制板偶极子天线。其印制板基板的一面设有微带传输线层，另一面设有辐射双臂层、微带巴伦层和角反射平面层，微带传输线层连接过孔和同轴馈电接口，辐射双臂层连接过孔和微带巴伦层，角反射平面层连接微带巴伦层和同轴馈电接口。使用角反射平面反射天线向同轴馈电接口的辐射，从而调整了输入匹配状况和辐射方向图。调整角反射平面的延伸角度和延伸位置，可调整天线的输入反射损耗和辐射方向图。与传统的没有角反射平面的印制偶极子天线相比，该天线增加了阻抗带宽，提高了前向辐射增益，抑制了后向辐射。保持了平面结构、体积小、重量轻、制造成本低、易于大规模集成，非常适合安装空间有限或要求共形装配等场合的使用。
Description
技术领域
本发明涉及一种印制板偶极子天线，尤其是涉及一种角反射平面印制板偶极子天线。
背景技术
偶极子天线的应用非常广泛，既可独立使用，或作为天线阵的组成单元，还可以用作面天线等复杂天线的馈源。印制偶极子天线采用印制板工艺加工制作，和传统的线偶极子天线相比，具有平面结构、体积小、重量轻、制造成本低、易于大规模集成的特点，更适合安装空间有限或要求共形装配等场合的使用。在印制偶极子天线的设计中，通常使用与天线不共面、且尺寸远大于工作波长的反射器来实现半空间辐射，也可以不使用反射器实现全向辐射。在现代射频或微波通讯***中，往往对天线的方向性提出一定的要求，例如移动通信基站扇区覆盖天线、手机天线减弱头部辐射、面天线方向性馈源以及相控天线阵。另外随着宽带通信的发展，逐渐要求天线能够在更宽的频带内工作。
发明内容
本发明的目的是提供一种角反射平面印制板偶极子天线。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：在印制板基板的一面设有微带传输线层，微带传输线层的一侧开有金属化过孔，微带传输线层的另一侧连接同轴馈电接口；在印制板基板的另一面靠近同轴馈电接口一侧设有元宝型的角反射平面层，元宝型的角反射平面层中间设有微带巴伦层，在印制板基板的另一面靠近金属化过孔一侧设有辐射双臂层；微带传输线层重叠在反面的微带巴伦层上；辐射双臂层连接金属化过孔和微带巴伦层，元宝型的角反射平面层连接微带巴伦层和同轴馈电接口。
本发明具有的有益的效果是：与传统的没有角反射平面的印制偶极子天线相比，该天线增加了阻抗带宽，提高了前向辐射增益，抑制了后向辐射。该天线同时保持了平面结构、体积小、重量轻、制造成本低、易于大规模集成的特点，非常适合安装空间有限或要求共形装配等场合的使用。
附图说明
图1是本发明的透视结构图；
图2是本发明的结构示意图；
图3是本发明的输入反射损耗S11和驻波比(反映工作带宽)；
图4是本发明的辐射方向图(三个频点)。
图中：1、印制板基板，2、微带传输线层，3、金属化过孔，4、同轴馈电接口，5、辐射双臂层，6、微带巴伦层，7、元宝型的角反射平面层。
具体实施方式
如图1、图2所示，本发明是在印制板基板1的一面设有微带传输线层2，微带传输线层2的一侧开有金属化过孔3，微带传输线层2的另一侧连接同轴馈电接口4；在印制板基板1的另一面靠近同轴馈电接口4一侧设有元宝型的角反射平面层7，元宝型的角反射平面层7中间设有微带巴伦层6，在印制板基板1的另一面靠近金属化过孔3一侧设有辐射双臂层5；微带传输线层2重叠在反面的微带巴伦层6上；辐射双臂层5连接金属化过孔3和微带巴伦层6，元宝型的角反射平面层7连接微带巴伦层6和同轴馈电接口4。
所述的微带传输线层2、元宝型的角反射平面层7、微带巴伦层6和辐射双臂层5均为铜层。
本发明的信号馈入处采用同轴馈电接口至微带线过渡结构，可以方便地使用同轴电缆进行连接。信号通过微带巴伦对天线的辐射双臂进行平衡激励馈电。角反射平面向辐射双臂延伸张开，可以反射天线向同轴馈电接口的辐射，降低了馈线和辐射臂耦合程度，使天线的输入反射损耗得到改善。当角反射平面的延伸角度、延伸位置选择适当时，反射波和辐射波叠加增强，辐射能量向前集中产生方向性增益，调整了天线的辐射方向图。反射平面以一定角度延伸保证了当激励信号偏离天线谐振频率时，反射波和辐射波的同相条件不会迅速恶化，使得天线能在较宽的频带内维持较低的输入反射损耗。
使用同轴电缆连接天线的同轴馈电接口至用户设备，即可使用。
如图2所示，本发明的天线设计实例参数如下：1.6mm厚度的FR-4印制板，其介电常数4.6，损耗角正切0.018，其长度ls＝40mm，宽度ws＝56mm；辐射双臂的单臂长度l＝19.9mm及宽度w＝6mm，微带巴伦长度lp＝16mm，元宝形的角反射平面的中心长度lg＝10mm及外延长度lf＝23mm，微带巴伦的宽度wp＝5mm，元宝形的角反射平面的中心宽度wg＝15mm、外延宽度wf＝51mm、延伸角度θ＝45°及延伸位置d＝5mm，同轴馈电接口采用标准的SMA型接插件。使用印制板工艺加工制作天线，其输入反射损耗S11和驻波比(反映天线的工作带宽)和辐射方向图(三个频点，反映天线的方向性增益)见图3、4所示。
Claims (2)
1、一种角反射平面印制板偶极子天线，其特征在于：在印制板基板(1)的一面设有微带传输线层(2)，微带传输线层(2)的一侧开有金属化过孔(3)，微带传输线层(2)的另一侧连接同轴馈电接口(4)；在印制板基板(1)的另一面靠近同轴馈电接口(4)一侧设有元宝型的角反射平面层(7)，元宝型的角反射平面层(7)中间设有微带巴伦层(6)，在印制板基板(1)的另一面靠近金属化过孔(3)一侧设有辐射双臂层(5)；微带传输线层(2)重叠在反面的微带巴伦层(6)上；辐射双臂层(5)连接金属化过孔(3)和微带巴伦层(6)，元宝型的角反射平面层(7)连接微带巴伦层(6)和同轴馈电接口(4)。
2、根据权利要求1所述的一种角反射平面印制板偶极子天线，其特征在于：所述的微带传输线层(2)、元宝型的角反射平面层(7)、微带巴伦层(6)和辐射双臂层(5)均为铜层。
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