一种环形天线制造技术

本发明专利技术提供的一种环形天线，包括馈线以及天线体，所述馈线设置有馈线正极和馈线负极，其中，所述天线体包括若干呈环形结构的天线单元，所述若干天线单元围绕所述馈线对称分布在所述馈线的四周，所述每一个天线单元分别与所述馈线正极和馈线负极连接。本发明专利技术提供的一种环形天线，继承小环天线的频率特性和方向特性，同时将环形单元在一个立体面按角度排列，利用阵列特性改变阻抗，减小阻抗，从而改善小环天线的方向性和阻抗增益，达到减小阻抗、保证方向性的全向效果，使增益不易剧烈减小，克服了小环天线的阻抗问题，大大提高了效率。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供的一种环形天线，包括馈线以及天线体，所述馈线设置有馈线正极和馈线负极，其中，所述天线体包括若干呈环形结构的天线单元，所述若干天线单元围绕所述馈线对称分布在所述馈线的四周，所述每一个天线单元分别与所述馈线正极和馈线负极连接。本专利技术提供的一种环形天线，继承小环天线的频率特性和方向特性，同时将环形单元在一个立体面按角度排列，利用阵列特性改变阻抗，减小阻抗，从而改善小环天线的方向性和阻抗增益，达到减小阻抗、保证方向性的全向效果，使增益不易剧烈减小，克服了小环天线的阻抗问题，大大提高了效率。【专利说明】一种环形天线
本专利技术涉及天线
，尤其涉及用于无源通信的环形天线。
技术介绍
天线作为一种用来发射或接收无线电波的部件，在无线通信系统中起到了举足轻重的作用，是无线通信系统中不可缺少的组成部分。随着高频卫星通信系统、雷达、无线通信系统，尤其是全球3G和4G网络建设的飞速发展，对天线的要求也越来越高。一方面，需要使天线能够工作在多个频带，具有多种工作模式并具有良好的传输性能；另一方面，又要减轻天线的重量，减小天线体积并降低成本。正是由于这样的需求，各类天线被提出并得到蓬勃发展。 环天线主要分为两类，一类是导体的总长度以及环一圈的最大线性尺寸相对于工作波长都非常小的小环天线；另一类是导体的总长度和环的尺寸都与工作波长有相当的可比性的环天线。因为波长的关系，天线时常具有很大的体积。大的环天线通常也要一个波长或二分之一波长的导体来构成，一般组构成正方形、圆形等。小环天线的导体总长度可以小于十分之一波长。小环天线虽然体积上大大减小，但其阻抗很大，增益减小剧烈，通信受到极大限制，基本上不适用于无源通信。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种环形天线，将小环天线的阻抗尽可能的减小，改善小环天线的方向性和阻抗增益，使增益不易剧烈减小。 本专利技术提供的一种环形天线，包括馈线以及天线体，所述馈线设置有馈线正极和馈线负极，其中，所述天线体包括若干呈环形结构的天线单元，所述若干天线单元围绕所述馈线对称分布在所述馈线的四周，所述每一个天线单元分别与所述馈线正极和馈线负极连接。 进一步地，所述天线单元的数量为三个，相邻两个天线单元之间的夹角Θ为120度。 进一步地，所述天线单元的数量为四个，相邻两个天线单元之间的夹角Θ为90度。 更进一步地，所述天线单元包括第一支臂、第二支臂以及连接所述第一支臂和第二支臂的至少一个第三支臂，所述第一支臂与所述馈线正极连接，所述第二支臂与所述馈线负极连接。 更进一步地，所述第三支臂呈圆弧状，与所述第一支臂、第二支臂包围形成的环形结构为扇形，第一支臂与第二支臂的夹角α为75度至85度之间。 优选地,所述夹角α为80度。 更进一步地，所述第一支臂、第二支臂与至少一个第三支臂包围形成的环形结构为三角形、菱形或方形中的一种。 更进一步地，所述第一支臂与馈线轴线的夹角β为15度至21度之间。 优选地,所述夹角β为18度。 进一步地,所述若干个天线单元位于同一水平高度。 进一步地，所述馈线正极与所述馈线负极同轴，馈线正极位于所述馈线的内部，馈线正极外部设有馈线负极。 本专利技术的有益效果:本专利技术提供的一种环形天线，继承了小环天线的频率特性和方向特性，同时将环形单元在一个立体面按角度排列，利用阵列特性改变阻抗，从而改善小环天线的方向性和阻抗增益，达到减小阻抗、保证方向性的全向效果，使增益不易剧烈减小，克服了小环天线的阻抗问题，大大提高了效率。 【专利附图】【附图说明】 图1是本专利技术实施例环形天线结构的主视图。 图2是本专利技术实施例环形天线结构的仰视图。 图3是本专利技术实施例的环形天线在1.5GHz时仿真计算出的天线方向图。 【具体实施方式】 为了更好地阐述本专利技术的技术特点和结构，以下结合本专利技术的优选实施例及其附图进行详细描述。 参阅图1和图2，本专利技术提供的环形天线包括馈线100以及天线体200，其中，馈线110设置有馈线正极110和馈线负极120，馈线正极110与馈线负极120为同轴，馈线正极110位于馈线100的内部,馈线负极120为包裹馈线正极110的外围一圈介质,与馈线正极110组成馈线100。天线体200包括若干呈环形结构的天线单元210，所述若干天线单元210围绕所述馈线100对称分布在所述馈线100的四周，其中，每一个天线单元210分别与所述馈线正极110和馈线负极120连接，并且所有天线单元210位于同一水平高度。 具体地，在考虑到天线单元210尺寸大小对频点的响应有区别，随着环数(天线单元210的数量)的增多，频率将会增高，在本实施例中选择天线单元210为三个，其中，每个天线单元210之间的夹角Θ为120度，每个天线单元210的总长度约为四分之一波长，环形垂直阵列在天线体上，使整体天线的辐射面不再是单向的轴面，而且整个水平面，如图2中yz平面。在其他实施例中，天线单元210的数量可以选择为更多个，例如选择为4个，此时每个天线单元210之间的夹角Θ为90度。 其中，每一个天线单元210均为环形结构，该种环形结构至少包括第一支臂211、第二支臂212以及连接所述第一支臂211和第二支臂212的至少一个第三支臂213，所述第一支臂211与所述馈线正极110连接，所述第二支臂212与所述馈线负极120连接。在本实施例中，如图1所示，环形结构的天线单元210包括第一支臂211、第二支臂212以及连接所述第一支臂211和第二支臂212的一个第三支臂213，第三支臂213呈圆弧状，与第一支臂211、第二支臂212包围形成的环形结构为扇形，第一支臂211与第二支臂212的夹角α为80度，在另外的一些实施例中，夹角α可以选择在75度至85度之间。在其他实施例中，第三支臂213可以为其他形状，其数量可以设置为更多个，例如:第三支臂213为直线状，数量为I个，此时第三支臂213与第一支臂211、第二支臂212包围形成的环形结构为三角形；或者是，第三支臂213为直线状，数量为2个，此时2个第三支臂213与第一支臂211、第二支臂212包围形成的环形结构为菱形或方形。以上所举的例子只是进行结构形式上的优选，不应视为对具体结构形式的限定。 其中，与馈线正极110连接的天线单元210的第一支臂211,每一个天线单元210之间的第一支臂211不能相互重叠、干涉，即每个天线单元210的第一支臂211之间需具有间隙，第一支臂与馈线轴线的夹角β在15度至21度之间，在本实施例中优选该夹角β为18度。天线单元210的第二直线212与馈线负极120连接,馈线负极120用于接地。 以上实施例提供的环形天线，继承了小环天线的频率特性和方向特性；同时，将天线单元在一个立体面按一定角度排列组合，利用阵列特性改变阻抗，从而改善小环天线的方向性和阻抗增益，达到减小阻抗、保证方向性的全向效果，使增益不易剧烈减小，克服了小环天线的阻抗问题，大大提高了效率。 图3是采用仿真计算的方法对以上实施例提供的环形天线进行了数值验证的图示，该环形天线在频率1.5GHz时，增益可以达到_6dBi，半功率角度达到100°以上，说明该环形天线同时方向性保持本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形天线，包括馈线(100)以及天线体(200)，所述馈线(100)设置有馈线正极(110)和馈线负极(120)，其特征在于，所述天线体(200)包括若干呈环形结构的天线单元(210)，所述若干天线单元(210)围绕所述馈线(100)对称分布在所述馈线(100)的四周，所述每一个天线单元(210)分别与所述馈线正极(110)和馈线负极(120)连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄晓霞，肖钟凯，毛成华，吕婧，谈宇光，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44