專利名稱：一種高增益全向天線的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及天線技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種帶狀線高增益全向天線。
背景技術(shù)：
全向天線是指方位向覆蓋360度的天線，高增益全向天線一般是指最大增益為3dBi以上的全向天線。高增益全向天線通常是在縱向采用若干全向天線單元組成線性陣列來實現(xiàn)高增益的。當(dāng)前國內(nèi)外廣泛采用的高增益全向天線饋電方式主要分為串聯(lián)饋電和并聯(lián)饋電兩種。并聯(lián)饋電全向天線除了多個天線單元外，還需要附加饋電網(wǎng)絡(luò)，可實現(xiàn)較寬的阻抗匹配，但由于饋電網(wǎng)絡(luò)的存在，往往會影響全向面輻射方向圖的不圓度。串聯(lián)饋電全向天線中 天線單元除了起到輻射器的作用外，同時兼有傳輸線的作用，它不需要額外的饋電網(wǎng)絡(luò)，全向面輻射方向圖的不圓度一般比較好，但阻抗匹配帶寬較窄。矩形環(huán)縫全向天線(CN201020241150.9)公開了一種采用印制板工藝的的矩形環(huán)縫全向天線，由于印制板兩側(cè)的不對稱性，會造成全向面的輻射方向圖不對稱和不圓度的增加。COCO天線(同軸共線天線)是一種經(jīng)典的串聯(lián)饋電高增益全向天線，它采用多節(jié)交替饋電的同軸線進行縱向組陣，具有良好的全向輻射特性，目前仍獲得廣泛的應(yīng)用。但是，它存在裝配過程繁瑣、一致性差、可靠性低等缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種全向輻射特性良好、裝配過程簡單，工藝實現(xiàn)一致性好、可靠性高的串聯(lián)饋電高增益全向天線。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種高增益全向天線，包括上層微波介質(zhì)基片和下層微波介質(zhì)基片，所述微波介質(zhì)基片上印刷有多節(jié)交替饋電的帶狀線；每節(jié)帶狀線由上層金屬接地板、下層金屬接地板和金屬導(dǎo)帶組成；在上層微波介質(zhì)基片的上表面印制上層金屬接地板；在下層微波介質(zhì)基片的下表面印制下層金屬接地板；金屬導(dǎo)帶位于上層微波介質(zhì)基片和下層微波介質(zhì)基片之間；金屬導(dǎo)帶比金屬接地板長，并延伸至與之相鄰的微帶線的金屬接地板；通過金屬化過孔將相鄰兩節(jié)帶狀線的金屬導(dǎo)帶與金屬接地板交替相連。本發(fā)明采用串聯(lián)饋電方式，每節(jié)帶狀線既是天線輻射單元，同時兼有傳輸線的作用。最后一節(jié)帶狀線的長度約為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的四分之一，具有調(diào)節(jié)阻抗匹配的作用；除最后一節(jié)帶狀線外，其余帶狀線的長度約為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的二分之一。每節(jié)帶狀線的長度可以相同，也可以不相同，可通過對帶狀線長度的調(diào)整實現(xiàn)俯仰面方向圖的控制；每節(jié)帶狀線的導(dǎo)帶寬度可以相同，也可以不相同，可通過對導(dǎo)帶寬度的調(diào)整實現(xiàn)阻抗匹配。帶狀線金屬接地板的寬度約為導(dǎo)帶寬度的3 5倍，以實現(xiàn)良好的全向輻射特性。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)點在于I、本發(fā)明的天線可以采用多層印制電路板工藝一次成型，增加了天線的一致性和穩(wěn)定性；2、本發(fā)明的天線裝配過程簡單，可靠性高，便于進行批量生產(chǎn)；3、本發(fā)明采用多節(jié)交替饋電的微帶線進行串聯(lián)饋電，具有高增益和良好的全向輻射特性，可實現(xiàn)方位面輻射方向圖的良好對稱性，降低不圓度。


圖I為本發(fā)明天線的整體結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖Ia為俯視圖，圖Ib為正視圖。
圖2為本發(fā)明天線的印制電路板的版圖，其中圖2a為上層金屬接地板層俯視圖，圖2b為中間導(dǎo)帶層俯視圖，圖2c為下層金屬接地板層俯視圖。圖3為本發(fā)明的天線輻射方向圖示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行詳細(xì)說明。如圖1、2所示，本發(fā)明的高增益全向天線，包括微波介質(zhì)基片I和多節(jié)微帶線，其中微波介質(zhì)基片I由上層微波介質(zhì)基片la，和下層微波介質(zhì)基片Ib組成；采用印制電路板工藝在微波介質(zhì)基片I上印刷多節(jié)交替饋電的帶狀線。增加帶狀線的節(jié)數(shù)可增加天線增
Mo每節(jié)帶狀線由上層金屬接地板2a，下層金屬接地板2b和夾在兩層微波介質(zhì)基片中間的金屬導(dǎo)帶3組成。上層金屬接地板2a通過印制電路板工藝印刷在上層微波介質(zhì)基片Ia上表面(如圖2a所示)；下層金屬接地板2b通過印制電路板工藝印刷在下層微波介質(zhì)基片Ib下表面(如圖2c所示)；金屬導(dǎo)帶3可印刷在上層微波介質(zhì)基片2a下表面，也可印刷在下層微波介質(zhì)基片2b上表面，或者在兩層上均印刷(如圖2b所示)。對于同一節(jié)帶狀線，其上層金屬接地板2a和下層金屬接地板2b的位置一一對應(yīng)，其尺寸相同；金屬導(dǎo)帶3的長度比金屬接地板2大，其寬度比金屬接地板?。唤饘賹?dǎo)帶3延伸至與之相鄰的帶狀線的金屬接地板，采用金屬化過孔4將相鄰兩節(jié)帶狀線的導(dǎo)帶與金屬接地板交替相連。如圖2所示，相鄰兩節(jié)接地板的中心線不在同一條直線上；相鄰兩節(jié)金屬導(dǎo)帶的中心線也不在同一條直線上。中間間隔一節(jié)接地板的兩節(jié)接地板的中心線在同一條直線上。中間間隔一節(jié)金屬導(dǎo)帶的兩節(jié)金屬導(dǎo)帶的中心線在同一條直線上。將兩層微波介質(zhì)基片印刷完以后壓在一起，然后通過金屬化過孔將相應(yīng)部位的金屬進行電連接，實現(xiàn)帶狀線的交叉饋電。金屬化過孔4位于兩相鄰帶狀線的交叉部位，將一節(jié)帶狀線的金屬導(dǎo)帶與相鄰帶狀線的接地板連接起來。本發(fā)明采用串聯(lián)饋電方式，每節(jié)帶狀線既是天線輻射單元，同時兼有傳輸線的作用。在天線使用時，需要將圖I中的天線豎起來安裝，第一節(jié)微帶線與饋電部分相連；最后一節(jié)微帶線5處于最上面，其長度約為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的四分之一，通過金屬化過孔實現(xiàn)終端短路，具有調(diào)節(jié)阻抗匹配的作用。除最后一節(jié)帶狀線5外，其余帶狀線的長度約為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的二分之一。每節(jié)帶狀線的長度可以相同，也可以不相同，可通過對帶狀線長度的調(diào)整實現(xiàn)俯仰面方向圖的控制；每節(jié)帶狀線的導(dǎo)帶3寬度可以相同，也可以不相同，可通過對導(dǎo)帶寬度的調(diào)整實現(xiàn)阻抗匹配。金屬接地板2的寬度約為導(dǎo)帶3寬度的3 5倍，以實現(xiàn)良好的全向輻射特性。金屬接地板2的寬度不大于微波介質(zhì)基片的寬度，可以根據(jù)所要達(dá)到的天線性能進行調(diào)節(jié)。圖3為本發(fā)明實施例的天線輻射方向圖示意圖，該天線由八節(jié)帶狀線構(gòu)成，其最大增益約為8dBi。從圖中可以看出，方位面(AZ)全向，俯仰面(EL)呈8字形。通過對帶狀線長度的調(diào)整可實現(xiàn)俯仰面方向圖的控制，便于實現(xiàn)下傾波束或上翹波束的設(shè)計；通過對微波介質(zhì)基片厚度和金屬接地板寬度的優(yōu)化選擇，可實現(xiàn)方位面輻射方向圖的良好對稱性，降低不圓度。本發(fā)明采用多層印制電路板工藝進行加工，通過金屬化過孔進行交叉互聯(lián)，裝配 過程簡單，一致性好，可靠性高，便于批量生產(chǎn)。本發(fā)明可實現(xiàn)良好的方位面全向輻射特性，便于進行俯仰面波束賦形，適用于地面或車載通信系統(tǒng)。本發(fā)明未詳細(xì)闡述的部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種高增益全向天線，其特征在于包括上層微波介質(zhì)基片(Ia)和下層微波介質(zhì)基片(Ib)，所述微波介質(zhì)基片上印刷有多節(jié)交替饋電的帶狀線；每節(jié)帶狀線由上層金屬接地板(2a)、下層金屬接地板(2b)和金屬導(dǎo)帶(3)組成；在上層微波介質(zhì)基片(Ia)的上表面印制上層金屬接地板(2a);在下層微波介質(zhì)基片(Ia)的下表面印制下層金屬接地板(2b)；金屬導(dǎo)帶(3)位于上層微波介質(zhì)基片(Ia)和下層微波介質(zhì)基片(Ib)之間；金屬導(dǎo)帶比金屬接地板長，并延伸至與之相鄰的微帶線的金屬接地板；通過金屬化過孔(4)將相鄰兩節(jié)帶狀線的金屬導(dǎo)帶與金屬接地板交替相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于最后一節(jié)帶狀線(5)的長度為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的四分之一。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于除最后一節(jié)帶狀線(5)夕卜，其余帶狀線的長度為介質(zhì)中導(dǎo)波波長的二分之一。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于帶狀線金屬接地板(2)的寬度約為導(dǎo)帶(3)寬度的3 5倍。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于每節(jié)帶狀線的長度可以相同，也可以不相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于每節(jié)帶狀線的導(dǎo)帶(3)寬度可以相同，也可以不相同。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于所述天線采用多層印制電路板工藝一次成型。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種高增益全向天線，其特征在于金屬導(dǎo)帶(3)印制在上層微波介質(zhì)基片(2a)的下表面；或者印制在下層微波介質(zhì)基片(2b)的上表面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高增益全向天線，包括上層微波介質(zhì)基片(1a)和下層微波介質(zhì)基片(1b)，所述微波介質(zhì)基片上印刷有多節(jié)交替饋電的帶狀線；每節(jié)帶狀線由上層金屬接地板(2a)、下層金屬接地板(2b)和金屬導(dǎo)帶(3)組成；在上層微波介質(zhì)基片(1a)的上表面印制上層金屬接地板(2a)；在下層微波介質(zhì)基片(1a)的下表面印制下層金屬接地板(2b)；金屬導(dǎo)帶(3)位于上層微波介質(zhì)基片(1a)和下層微波介質(zhì)基片(1b)之間；金屬導(dǎo)帶比金屬接地板長，并延伸至與之相鄰的微帶線的金屬接地板；通過金屬化過孔(4)將相鄰兩節(jié)帶狀線的金屬導(dǎo)帶與金屬接地板交替相連。本發(fā)明的天線全向輻射特性良好、裝配過程簡單，工藝實現(xiàn)一致性好、可靠性高。
文檔編號H01Q13/08GK102868025SQ20121031507
公開日2013年1月9日 申請日期2012年8月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月30日
發(fā)明者王國龍, 李新華, 董濤, 尹建勇, 葛琳 申請人:航天恒星科技有限公司