一种用于微波暗室测试的高前后比八木天线制造技术

本实用新型专利技术涉及一种用于微波暗室测试的高前后比八木天线，其天线主体由1只有源折合振子(4)、6只无源引向器(51、52、53、54、55、56)和7只无源反射器(2)组成。本实用新型专利技术相对于常规的八木天线，通过高频结构仿真器HFSS对天线的辐射方向图进行仿真计算，从优化天线反射器入手，调整了反射器的尺寸，增加了反射器的数量，提高天线的前后比。在385MHz‑415MHz频段内，比8单元八木天线优化前增益为约11.5dB,前后比为约11dB，优化设计后增益为约12.5dB,前后比为约27dB。

A High Front-to-Back Ratio Yagi Antenna for Microwave Anechoic Chamber Testing

【技术实现步骤摘要】
一种用于微波暗室测试的高前后比八木天线
本专利技术涉及一种高前后比的八木天线。此八木天线的工作频段为385MHz-415MHz,天线主体由1只有源折合振子、6只无源引向器和7只无源反射器组成，另外还有两只用于支撑固定的方形铝管。此天线主要作为收发端用于微波暗室的指标测试,减少测试误差，在385MHz-415MHz频段内增益为约12.5dB,前后比为约27dB。
技术介绍
如今不管在军事领域还是在民用通信领域，各类电子通信产品以及微波器件的设计开发愈发频繁，这些产品要成为合格品流入市场必须经过严格的指标测试，而测试环境对指标的精确度有很大的影响，目前绝大部分电子通信产品和微波器件都是在微波暗室中进行测试工作的。微波暗室从前期的设计开发到最后交付使用也必须严格按照国军标等相关标准执行，微波暗室的电性能指标主要通过静区特征来表现，包括静区最大反射电平、场均匀性、路径损耗等指标，这些指标必须达标才能验收合格。微波暗室的这些指标主要通过喇叭天线、双锥天线、对数周期天线、八木天线等常用的测试天线进行测试，八木天线作为常用测试天线之一，通常由1只馈源振子加1只(或多只)引向器和1只反射器组成，它的特点是：很好的方向性、较高的增益、架设方便、比较经济，同时不足的一面是前后比不好。目前市场上的八木天线以8单元为例，增益为12dB,前后比大部分＜15dB,这表示天线的后向辐射还有较强的信号，对测试结果影响较大，为了改善这一情况，优化设计了天线的反射器，提高天线的前后比性能。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种高前后比的八木天线，优化市面上传统八木天线前后比较低缺点，减小前后比指标对暗室性能测试结果的影响。本技术所述的高前后比八木天线，其天线主体由1只有源折合振子、6只无源引向器和7只无源反射器组成。本技术所述的高前后比八木天线还包括天线支撑铝管3，有源折合振子4，1－6号引向器51、52、53、54、55、56，反射器支撑铝管1固定在天线支撑铝管3上，引向器和反射器支撑铝管分别位于天线支撑铝管3的两侧，7根反射器2平行排列并固定于反射器支撑铝管1上。一个具体的实例是：有源振子为环形折合振子，尺寸为φ14mm*258mm*2,折弯处半径为37mm；引向器共有6只，1号引向器尺寸为φ12mm*295mm，距折合振子中心125mm，2号引向器尺寸为φ12mm*295mm，距1号引向器中心108mm，3号引向器尺寸为φ12mm*295mm，距2号引向器中心116mm，4号引向器尺寸为φ12mm*295mm，距3号引向器中心166mm，5号引向器尺寸为φ12mm*285mm，距4号引向器中心166mm，6号引向器尺寸为φ12mm*285mm，距5号引向器中心166mm；反射器统一尺寸为φ12mm*900mm，相邻两只反射器间距78mm,与折合振子中心距离185mm，数量为7只。本技术中八木天线的材料主要是铝合金，折合振子、引向器、反射器为圆形铝合金管，支撑固定结构为方形铝合金管。本技术相对于常规的八木天线，通过高频结构仿真器HFSS对天线的辐射方向图进行仿真计算，从优化天线反射器入手，调整了反射器的尺寸，增加了反射器的数量，提高天线的前后比。在385MHz-415MHz频段内，8单元八木天线(1只有源折合振子、6只无源引向器、1只无源反射器)优化前增益为约11.5dB,前后比为约11dB，优化设计后增益为约12.5dB,前后比为约27dB。附图说明图1传统8单元八木天线仿真模型图。图2传统8单元八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图3高前后比八木天线仿真模型图。图4实施例1高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图5实施例2高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图6实施例3高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图7实施例4高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图8实施例5高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图9实施例6高前后比八木天线仿真模型辐射方向图计算结果。图10是本技术高前后比八木天线示意图。具体实施方式优化设计天线前后比的具体步骤是：在仿真软件HFSS或其他电磁仿真软件中建立八木天线模型，设置好合适的边界和激励，仿真计算8单元八木天线的方向图辐射性能，从结果中记录其增益和前后比数值，然后调整反射器形状和尺寸大小，寻找最利于提高前后比的最佳形状和尺寸，如果达不到理想状态，进一步从增加反射器数量入手，再次进行仿真计算。优化设计中部分模型各部位材料与规格如下：第一步在高频结构仿真器HFSS软件中建立图1所示8单元八木天线，运行完成输出图2所示辐射方向图仿真计算结果，图中m1点数值为天线最大辐射方向的增益约11.5dB,m2点数值为天线背面±30°内最大辐射值，m1-m2可计算出前后比为约11dB。第二步在第一步模型基础上优化设计反射器，多次优化最终形成图3所示模型，再次运行计算，完成后输出图4-图9所示辐射方向图仿真计算结果：图4为实施例1的仿真计算结果；图5为实施例2的仿真计算结果；图6为实施例3的仿真计算结果；图7为实施例4的仿真计算结果；图8为实施例5的仿真计算结果；图9为实施例6的仿真计算结果。从结果来看，实施例6的仿真计算结果最佳，优化设计后增益为约12.5dB,前后比为约27dB，比优化前提高16dB。优化过程中各尺寸组合所得结果如下表：第三步输出模型进行天线主体以及固定支撑件的结构设计，并出图加工，各部件加工完成后组装成品。最佳优化方案示意图如图10，本技术高前后比八木天线，包括天线支撑铝管3，折合振子4，1－6号引向器51、52、53、54、55、56，反射器支撑铝管1固定在天线支撑铝管3上，引向器和反射器支撑铝管分别位于天线支撑铝管3的两侧，7根反射器2平行排列并固定于反射器支撑铝管1上。反射器支撑铝管1的外尺寸为30*20*560mm,管厚度为2mm；反射器2的数量为7根，长度900mm，外直径为12mm，厚度1mm,每根反射器垂直穿过反射器支撑铝管(20mm边)后相对于反射器支撑铝管对称(两边长度相等)，每两根相邻反射器之间的中心距离都是78mm；中间1根反射器与折合振子4中心点的垂直距离为185mm；天线支撑铝管3的截面尺寸为19*19mm，垂直穿过反射器支撑铝管，反射器和折合振子还有6只引向器位于天线支撑铝管的同一侧，反射器与天线支撑铝管边距5mm。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于微波暗室测试的高前后比八木天线，其特征在于，其天线主体由1只有源折合振子(4)、6只无源引向器(51、52、53、54、55、56)和7只无源反射器(2)组成。

【技术特征摘要】
1.一种用于微波暗室测试的高前后比八木天线，其特征在于，其天线主体由1只有源折合振子(4)、6只无源引向器(51、52、53、54、55、56)和7只无源反射器(2)组成。2.如权利要求1所述的高前后比八木天线，其特征在于，还包括天线支撑铝管(3)，有源折合振子(4)、1－6号引向器(51、52、53、54、55、56)、反射器支撑铝管(1)固定在天线支撑铝管(3)上，引向器和反射器支撑铝管分别位于天线支撑铝管(3)的两侧，7根反射器(2)平行排列并固定于反射器支撑铝管(1)上。3.如权利要求2所述的高前后比八木天线，其特征在于，所述有源振子为环形折合振子，尺寸为φ14mm*258mm*2,折弯处半径为37mm；无源引向器共...

【专利技术属性】
技术研发人员：李新涛，杨梦杰，黄亮，柳海莉，
申请(专利权)人：南京波平电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32