專利名稱：WiMAX全向串饋陣列天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及天線，尤其涉及一種WiMAX全向串饋陣列天線。
背景技術(shù)：
在2007年10月WiMAX正式成為國際電信聯(lián)盟3G標(biāo)準(zhǔn)之后，兩年來在全球范圍內(nèi) 獲得迅猛發(fā)展。WiMAX采用自適應(yīng)編碼調(diào)制等技術(shù)，可以實現(xiàn)覆蓋范圍和傳輸速率的折衷， 從而使得WiMAX具有更大的覆蓋范圍和更高的接入速率。無“最后一公里”瓶頸限制。作 為一種寬帶無線接入技術(shù)，WiMAX接入靈活、系統(tǒng)容量大。未來十年內(nèi)，全球各地對WiMAX設(shè) 備的需求量極其驚人。隨著WiMAX通信系統(tǒng)在容量和質(zhì)量上的不斷升級，對天線的性能指標(biāo)提出了越來 越高的要求。微帶天線雖然具有體積小，重量輕，易共形、寬頻帶和成本低等特性，但是定向 性能不高，因此常采用由微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或?qū)崿F(xiàn)特定 的方向性。陣列天線可以實現(xiàn)單個天線所無法實現(xiàn)的復(fù)雜功能，具有更大的靈活性、更高的 信號容量，能顯著提高系統(tǒng)的性能，因此備受關(guān)注。在實際中常常要求天線在方位角平面具 有全向性，而在仰角面具有較窄的波束寬度和較高的增益。目前市場上WiMAX通信中采用的天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來提高定向 性，但是增益仍比較低，損耗大，功率小。因此迫切需要提出一種高增益、低損耗的陣列天線 來滿足WiMAX通信系統(tǒng)的要求。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)在WiMAX通信網(wǎng)絡(luò)的不足，提供一種 WiMAX全向串饋陣列天線。為了達到上述目的，本實用新型的技術(shù)方案如下WiMAX全向串饋陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元、第一輻射單元、第二 輻射單元、第一輻射層、第二輻射層、第一饋電點、第二饋電點；η個第一輻射單元、η個第二 輻射單元和一個第一輻射單元通過2η個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元依次間隔連接后，貼置于微帶 基板的一側(cè)，構(gòu)成第一輻射層，其中最后一個第一輻射單元的端點作為第一饋電點，η個第 一輻射單元和η個第二輻射單元通過2η+1個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元依次間隔連接后，貼置于微 帶基板的另一側(cè)，構(gòu)成第二輻射層，其中第一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元的端點位于第一輻射層 的第一個第一輻射單元中心處的正下方，最后一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元的端點作為第二饋電 點，第一饋電點與第二饋電點通過同軸線連接。所述的第一輻射單元和第二輻射單元長度相等。所述的第二輻射單元寬度為第一 輻射單元寬度的3/5。所述的微帶基板為聚四氟乙烯材料。所述的第一輻射層和第二輻射 層均為金屬材料。本實用新型采用串饋陣列天線技術(shù)，具有頻帶寬，損耗低，增益高，成本低，輻射特 性好，結(jié)構(gòu)簡單，便于集成，滿足WiMAX通信系統(tǒng)的要求。
圖1是WiMAX全向串饋陣列天線的結(jié)構(gòu)主視圖；圖2是WiMAX全向串饋陣列天線的結(jié)構(gòu)后視圖；圖3是WiMAX全向串饋陣列天線的駐波比曲線圖；圖4是WiMAX全向串饋陣列天線E面的輻射方向圖；圖5是WiMAX全向串饋陣列天線H面的輻射方向圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，WiMAX全向串饋陣列天線包括微帶基板1、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2、第 一輻射單元3、第二輻射單元4、第一輻射層5、第二輻射層6、第一饋電點7、第二饋電點8 ;n 個第一輻射單元3、η個第二輻射單元4和一個第一輻射單元3通過2η個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單 元2依次間隔連接后，貼置于微帶基板1的一側(cè)，構(gòu)成第一輻射層5，其中最后一個第一輻射 單元3的端點作為第一饋電點7，η個第一輻射單元3和η個第二輻射單元4通過2η+1個 阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元2依次間隔連接后，貼置于微帶基板1的另一側(cè)，構(gòu)成第二輻射層6，其中 第一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元2的端點位于第一輻射層5的第一個第一輻射單元3中心處的正 下方，最后一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元2的端點作為第二饋電點8，第一饋電點7與第二饋電點 8通過同軸線連接。所述的第一輻射單元3和第二輻射單元4長度相等。所述的第二輻射單元4寬度 為第一輻射單元3寬度的3/5。所述的微帶基板1為聚四氟乙烯材料。所述的第一輻射層 5和第二輻射層6均為金屬材料。實施例1:WiMAX全向串饋陣列天線采用介電常數(shù)為4. 1的聚四氟乙烯材料作為微帶基板，厚度為1mm。第一輻射層 第一輻射單元的個數(shù)為6個，第二輻射單元的個數(shù)為5個，阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元個數(shù)為10個。 第二輻射層第一輻射單元和第二輻射單元的個數(shù)均為5個，阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元的個數(shù)為11 個。第一輻射單元為矩形，長度為23mm，寬度為10mm。第二輻射單元為矩形，長度與第一輻 射單元相同，寬度為6mm。第一輻射層阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元長度相等，為25mm，寬度相等，為 1.6mm。第二輻射層第一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元長度為12. 96mm，其余十個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元 長度相等，為25mm。阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元寬度均相等，為1. 6mm。第一輻射層和第二輻射層 的厚度均為0.07mm。第一饋電點和第二饋電點采用同軸線連接，特性阻抗為50 Ω。WiMAX 全向串饋陣列天線采用串聯(lián)饋電方式，尺寸為550mmX10mm。采用R3767CH網(wǎng)絡(luò)分析儀對 WiMAX全向串饋陣列天線的駐波比曲線圖如圖3。由圖3可見，WiMAX全向串饋陣列天線在 3. OGHz 4. 92GHz范圍內(nèi)駐波比小于1. 5，適用于WiMAX 3. 5GHz及相關(guān)工作頻段。WiMAX 全向串饋陣列天線的E面輻射方向圖如圖4，天線的主瓣增益達10. 5dBi，-3dB波束寬度為 9.02°。WiMAX全向串饋陣列天線的H面輻射方向圖如圖5，輻射方向為全向輻射。
權(quán)利要求一種WiMAX全向串饋陣列天線，其特征在于包括微帶基板(1)、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)、第一輻射單元(3)、第二輻射單元(4)、第一輻射層(5)、第二輻射層(6)、第一饋電點(7)、第二饋電點(8)；n個第一輻射單元(3)、n個第二輻射單元(4)和一個第一輻射單元(3)通過2n個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)依次間隔連接后，貼置于微帶基板(1)的一側(cè)，構(gòu)成第一輻射層(5)，其中最后一個第一輻射單元(3)的端點作為第一饋電點(7)，n個第一輻射單元(3)和n個第二輻射單元(4)通過2n+1個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元(2)依次間隔連接后，貼置于微帶基板(1)的另一側(cè)，構(gòu)成第二輻射層(6)，其中第一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元(2)的端點位于第一輻射層(5)的第一個第一輻射單元(3)中心處的正下方，最后一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元(2)的端點作為第二饋電點(8)，第一饋電點(7)與第二饋電點(8)通過同軸線連接。
2.如權(quán)利要求1所述的一種WiMAX全向串饋陣列天線，其特征在于所述的第一輻射單 元(3)和第二輻射單元(4)長度相等。
3.如權(quán)利要求1所述的一種WiMAX全向串饋陣列天線，其特征在于所述的第二輻射單 元(4)寬度為第一輻射單元(3)寬度的3/5。
4.如權(quán)利要求1所述的一種WiMAX全向串饋陣列天線，其特征在于所述的微帶基板 (1)為聚四氟乙烯材料。
5.如權(quán)利要求1所述的一種WiMAX全向串饋陣列天線，其特征在于所述的第一輻射層 (5)和第二輻射層(6)均為金屬材料。
專利摘要本實用新型公開了一種WiMAX全向串饋陣列天線。它包括微帶基板、阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元、第一輻射單元、第二輻射單元、第一輻射層、第二輻射層、第一饋電點、第二饋電點；n個第一輻射單元、n個第二輻射單元和一個第一輻射單元通過2n個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元依次間隔連接后，貼置于微帶基板的一側(cè)，構(gòu)成第一輻射層，n個第一輻射單元和n個第二輻射單元通過2n+1個阻抗變換網(wǎng)絡(luò)單元依次間隔連接后，貼置于微帶基板的另一側(cè)，構(gòu)成第二輻射層，其中第一個阻抗網(wǎng)絡(luò)變換單元的端點位于第一輻射層的第一個第一輻射單元中心處的正下方。本實用新型采用串饋陣列天線技術(shù)，具有頻帶寬，損耗低，增益高，成本低，輻射特性好，結(jié)構(gòu)簡單，便于集成，滿足WiMAX通信系統(tǒng)的要求。
文檔編號H01Q1/38GK201682055SQ201020202899
公開日2010年12月22日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月25日
發(fā)明者李九生, 趙春喜, 趙曉麗 申請人:中國計量學(xué)院