專利名稱：一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種八木印刷天線，具體涉及一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線。
背景技術(shù)：
引向天線又稱作八木天線或者八木-宇田天線，是一種定向輻射天線，通常由一個有源振子、一至兩個反射器和若干個引向器構(gòu)成，利用有源振子在引向器和反射器上感應(yīng)的電流和有源振子共同作用而實現(xiàn)定向輻射。自從1928年被日本東北大學(xué)的八木秀次和宇田太郎兩人發(fā)明以來，在無線電通信領(lǐng)域和雷達領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，這類天線出現(xiàn)了許多種形式，主要分為兩大類傳統(tǒng)金屬圓柱振子型引向天線和印刷形式的引向天線。傳統(tǒng)金屬圓柱振子型引向天線現(xiàn)在仍然在電視、雷達等領(lǐng)域廣泛應(yīng) 用，主要特點為引向器數(shù)目較多，增益高，但較為龐大和復(fù)雜，不利于小型化和批量生產(chǎn)；印刷形式的引向天線包括雙面印刷形式的引向天線和單面印刷形式的引向天線，主要特點是結(jié)構(gòu)簡單，但是饋電部分往往較大，想要達到較高的增益就必須進一步增加引向器數(shù)目，會導(dǎo)致天線尺寸變大，不利于與通信電路的集成以及設(shè)備的小型化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有引向天線體積較為龐大和復(fù)雜，不利于小型化和批量生產(chǎn)，以及與通信電路的集成的問題，進而提出一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明包括有源振子、引向器、反射器、第一印刷型金屬地板、介質(zhì)板、共面波導(dǎo)饋電端口和第二印刷型金屬地板，第一印刷型金屬地板、第二印刷型金屬地板呈一字型設(shè)置在介質(zhì)板一側(cè)表面的下部，引向器、有源振子、反射器由左至右依次安裝在介質(zhì)板的一側(cè)表面上，有源振子下部的左臂和右臂均位于第一印刷型金屬地板與第二印刷型金屬地板之間，且有源振子下部的左臂與介質(zhì)板一側(cè)表面的下邊緣接觸，有源振子下部的右臂與第二印刷型金屬地板連接成一體，引向器的下部與第一印刷型金屬地板連接成一體，反射器的下部與第二印刷型金屬地板連接成一體，共面波導(dǎo)饋電端口設(shè)置在第一印刷型金屬地板與第二印刷型金屬地板之間，且共面波導(dǎo)饋電端口位于介質(zhì)板一側(cè)表面的底部。本發(fā)明的有益效果是既能實現(xiàn)較高的增益，又能使天線的尺寸在印刷天線的基礎(chǔ)上進一步減小，另外，本天線采用共面波導(dǎo)饋電方式，充分利用天線空間，饋電緊湊，天線采用單面印刷結(jié)構(gòu)，利于天線的集成。同一頻率下，本發(fā)明提出的八木天線的高度和傳統(tǒng)八木天線尺寸相比可以減小74. 3%，相對阻抗帶寬達到2. 8%，阻抗帶寬內(nèi)增益均超過4dB ;本發(fā)明饋電形式緊湊，充分利用的天線空間，具有良好的小型化的效果，饋電結(jié)構(gòu)為共面波導(dǎo)饋電，可以適用于同軸線等傳統(tǒng)饋線饋電，也可以適用于現(xiàn)代集成傳輸線饋電；本發(fā)明所提出的天線是單面印刷電路，在大批量生產(chǎn)中可以節(jié)約成本40-50%，會產(chǎn)生顯著地經(jīng)濟效益；單面板與雙面板尤其是帶有過孔的雙面板相比，將顯著提高穩(wěn)定性；本發(fā)明所提出的天線應(yīng)用了具有鏡像平面作用的印刷金屬地板，將以往必須垂直于天線平面置于天線下方的水平地板結(jié)構(gòu)變成了在天線上的平面結(jié)構(gòu)的金屬地板，使得天線能夠平面化；另外本發(fā)明采用分形技術(shù)，通過利用天線的非極化方向空間，在不增加天線極化尺寸情況下增加了天線的電尺寸，降低了天線的實際高度，同時仍然保證了天線較高的增益，還有利于天線的小型化。同一頻率下，本發(fā)明提出的八木天線與傳統(tǒng)八木天線尺寸相比可以減小74. 3% ;本發(fā)明所述天線在887MHz-912MHz的頻帶內(nèi)反 射系數(shù)低于_10dB，相對帶寬為2. 8%，最大增益達到了 4. 5dB，與傳統(tǒng)天線相比性能沒有下降。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是天線反射系數(shù)IS11I測試圖，圖3是天線在典型頻點900MHz的E面方向圖測試結(jié)果，圖4是天線在典型頻點900MHz的H面方向圖測試結(jié)果。
具體實施例方式具體實施方式
一結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線包括有源振子I、引向器2、反射器3、第一印刷型金屬地板4、介質(zhì)板5、共面波導(dǎo)饋電端口 6和第二印刷型金屬地板7，第一印刷型金屬地板4、第二印刷型金屬地板7呈一字型設(shè)置在介質(zhì)板5 —側(cè)表面的下部，引向器2、有源振子I、反射器3由左至右依次安裝在介質(zhì)板5的一側(cè)表面上，有源振子I下部的左臂和右臂均位于第一印刷型金屬地板4與第二印刷型金屬地板7之間，且有源振子I下部的左臂與介質(zhì)板5 —側(cè)表面的下邊緣接觸，有源振子I下部的右臂與第二印刷型金屬地板7連接成一體，引向器2的下部與第一印刷型金屬地板4連接成一體，反射器3的下部與第二印刷型金屬地板7連接成一體，共面波導(dǎo)饋電端口 6設(shè)置在第一印刷型金屬地板4與第二印刷型金屬地板7之間，且共面波導(dǎo)饋電端口 6位于介質(zhì)板5 —側(cè)表面的底部。本實施方式中介質(zhì)板5是厚度為I. 5mm、相對介電常數(shù)為e ,=4. 4的FR4環(huán)氧基板；本實施方式所述的天線是單面印刷電路結(jié)構(gòu)，在大批量生產(chǎn)中可以節(jié)約成本40%-50%，可以產(chǎn)生顯著的經(jīng)濟效益；引向器2位于第一印刷型金屬地板4上方的長度是有源振子I位于第二印刷型金屬地板7上方的長度的75%-80% ;反射器3位于第一印刷型金屬地板4上方的長度是有源振子I位于第二印刷型金屬地板7上方的長度I. 1-1. 2倍；本實施方式采用共面波導(dǎo)饋電方式，同時可以使用同軸接頭饋電或者與集成電路中的共面波導(dǎo)饋線直接相連饋電。
具體實施方式
二 結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線的介質(zhì)板5的長L為170mm-175mm,介質(zhì)板5的寬W為85mm-90mm。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線的第一印刷型金屬地板4的長LI為100mm-105mm,第一印刷型金屬地板4的寬Wl為30mm-35mm,第二印刷型金屬地板7的長L2為60mm-65mm,第二印刷型金屬地板7的寬W2與第一印刷型金屬地板4的寬Wl相同。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線的有源振子I的左臂與第一印刷型金屬地板4之間的距離W3為
0.2mm-0. 4mm,引向器2與介質(zhì)板5左側(cè)邊緣的距離W4為35mm-40mm,反射器3與介質(zhì)板5右側(cè)邊緣的距離W5為15mm-20mm。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五結(jié)合圖I說明本實施方式，本實施方式所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線的有源振子I、引向器2和反射器3均是由寬度為2mm-2. 5mm的條形材料制作的，引向器2向左側(cè)進行分形彎折，且引向器2的分形彎折角度為60°，反射器3向右側(cè)進行分形彎折，且反射器3分形彎折角度為60°，有源振子I向左右兩側(cè)分別進行分形彎折，且有源振子I的兩個分形彎折角度均為60°。其它組成及連接關(guān)系與
具體實施例方式
一、二、三或四相同。實施例 現(xiàn)利用具體實施方式
一所述天線進行測試，天線的具體尺寸依照
具體實施例方式
二、三、四和五，從圖2的測試結(jié)果可以看出，天線在887MHZ-912MHz的頻帶范圍內(nèi)反射系數(shù)低于-10dB，相對帶寬達到了 2. 8%，該頻帶下天線的增益較高，這個頻帶屬于UHF波段工作頻帶。現(xiàn)利用具體實施方式
一所述天線進行測試，天線的具體尺寸依照
具體實施例方式
二、三、四和五，從圖3至圖4的測試結(jié)果可以看出，天線在UHF頻段典型頻率900MHz處具有較好的定向特性，測試結(jié)果表明天線在900MHz達到了 4. 5dB，結(jié)合天線尺寸以及上述圖2-圖4測試結(jié)果，說明了本發(fā)明在天線尺寸、帶寬、波束覆蓋和增益等指標上獲得了良好的
彡口口
權(quán)利要求
1.一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，其特征在于所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線包括有源振子(I)、引向器(2)、反射器(3)、第一印刷型金屬地板(4)、介質(zhì)板(5)、共面波導(dǎo)饋電端口(6)和第二印刷型金屬地板(7)，第一印刷型金屬地板(4)、第二印刷型金屬地板(7)呈一字型設(shè)置在介質(zhì)板(5)—側(cè)表面的下部，引向器(2)、有源振子(1)、反射器(3)由左至右依次安裝在介質(zhì)板(5 )的一側(cè)表面上，有源振子(I)下部的左臂和右臂均位于第一印刷型金屬地板(4)與第二印刷型金屬地板(7)之間，且有源振子(I)下部的左臂與介質(zhì)板(5) —側(cè)表面的下邊緣接觸，有源振子(I)下部的右臂與第二印刷型金屬地板(7)連接成一體,引向器(2)的下部與第一印刷型金屬地板(4)連接成一體,反射器(3)的下部與第二印刷型金屬地板(7)連接成一體，共面波導(dǎo)饋電端口(6)設(shè)置在第一印刷型金屬地板(4)與第二印刷型金屬地板(7)之間，且共面波導(dǎo)饋電端口(6)位于介質(zhì)板(5)一側(cè)表面的底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，其特征在于介質(zhì)板(5)的長(L)為 170mm-175mm,介質(zhì)板(5)的寬(W)為 85mm-90mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，其特征在于第一印刷型金屬地板(4)的長(LI)為100mm-105mm,第一印刷型金屬地板(4)的寬(Wl)為30mm-35mm,第二印刷型金屬地板(7)的長(L2)為60mm-65mm,第二印刷型金屬地板(7)的寬(W2)與第一印刷型金屬地板(4)的寬(Wl)相同。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，其特征在于有源振子(I)的左臂與第一印刷型金屬地板(4)之間的距離(W3)為0. 2mm-0. 4mm，引向器(2)與介質(zhì)板(5 )左側(cè)邊緣的距離(M )為35mm-40mm，反射器(3 )與介質(zhì)板(5 )右側(cè)邊緣的距離(W5 )為 15mm-20mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，其特征在于有源振子(I)、引向器(2)和反射器(3)均是由寬度為2mm的條形金屬材料制作的，引向器(2)向左側(cè)進行分形彎折，且引向器(2)的分形彎折角度為60°，反射器(3)向右側(cè)進行分形彎折，且反射器(3)分形彎折角度為60°，有源振子(I)向左右兩側(cè)分別進行分形彎折，且有源振子(I)的兩個分形彎折角度均為60°。
全文摘要
一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線，它涉及一種八木印刷天線，具體涉及一種共面波導(dǎo)饋電的分形八木印刷天線。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有引向天線體積較為龐大和復(fù)雜，不利于小型化和批量生產(chǎn)，以及與通信電路的集成的問題。本發(fā)明的第一印刷型金屬地板、第二印刷型金屬地板呈一字型設(shè)置在介質(zhì)板一側(cè)表面的下部，引向器、有源振子、反射器由左至右依次安裝在介質(zhì)板的一側(cè)表面上，有源振子下部的左臂和右臂均位于第一印刷型金屬地板與第二印刷型金屬地板之間，引向器的下部與第一印刷型金屬地板連接成一體，反射器的下部與第二印刷型金屬地板連接成一體，共面波導(dǎo)饋電端口設(shè)置在第一印刷型金屬地板與第二印刷型金屬地板之間。本發(fā)明用于無線電技術(shù)領(lǐng)域。
文檔編號H01Q1/38GK102751590SQ20121025712
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月24日
發(fā)明者劉曦, 林澍, 王力卓, 王立娜, 田雨, 陸加, 馬欣茹 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)