一种基于双波束转换的阵列天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于双波束转换的阵列天线，包括2*2阵列天线、4*4阵列天线和开关选择器，所述开关选择器包括两个隔直电容、两个PIN二极管和两个串联电感，所述开关选择器有两个输出端，其中一个输出端连接2*2阵列天线，另一个输出端连接4*4阵列天线；本发明专利技术实现通信的可靠性；该天线用于不稳定环境(如高塔)时，通过控制开关选择特定波束的阵列天线，避免高增益窄波束对指向要求高，信号因临时外界环境改变，发射和接收没有对准而无法传输的问题，实现通信的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双波束转换的阵列天线
本专利技术涉及阵列天线
，具体涉及一种基于双波束转换的阵列天线。
技术介绍
随着信息技术的高速发展，通信网络技术也在逐步成长,2G时代、3G时代、4G时代都顺应着时代的潮流给人们的生活带来了不同程度上的便利，天线作为无线通信系统的核心部件,在通信系统的发展长河中也是起着决定性的作用。由于单个天线的辐射方向性是全向的，为了使天线具有定向辐射的能力，将单独的天线按照一定的方式进行排列，形成一个天线阵列系统，可以增强其辐射方向性。为解决不稳定环境下，具有低功耗设计要求的天线，在满足高增益的同时必然窄波束，而窄波束存在容易偏的问题。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术的目的是提出一种基于双波束转换的阵列天线，在不同环境下，利用开关二极管选择满足当前需求的阵列天线，实现通信的可靠性；该天线用于不稳定环境(如高塔)时，通过控制开关选择特定波束的阵列天线，避免高增益窄波束对指向要求高，信号因临时外界环境改变，发射和接收没有对准而无法传输的问题，实现通信的可靠性。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种基于双波束转换的阵列天线，包括2*2阵列天线、4*4阵列天线和开关选择器，所述开关选择器包括两个隔直电容、两个PIN二极管和两个串联电感，所述开关选择器有两个输出端，其中一个输出端连接2*2阵列天线，另一个输出端连接4*4阵列天线；所述两个PIN二极管两边电压的电平值，选择不同波束宽度的阵列天线。进一步的，所述两个PIN二极管包括第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2；第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2的阴极对接，输入信号连接在两个PIN二极管之间；第一PIN二极管PIN1的阳极通过一个隔直电容连接至4*4单元阵列天线及第一支路，第二PIN二极管PIN2的阳极通过一个隔直电容连接至2*2单元阵列天线及第二支路。进一步的，所述2*2阵列天线，包括介质板，介质板上设置四个天线单元，四个单元天线相对中心馈点呈均匀阵列分布，四个单元天线由一分四的等功分网络连接。进一步的，所述4*4阵列天线，包括介质板，介质板上设置十六个天线单元，十六个单元天线相对于中心馈点呈均匀阵列分布，十六个单元天线由一分十六的等功分网络连接。进一步的，所述天线单元为蝶形偶极子天线，包括置于介质板正面的第一贴片和第一传输线，置于介质板背面的第二贴片和第二传输线。进一步的，所述2*2单元阵列天线在中心频率5.8GHz的增益为10.7GHz，所述4*4单元阵列天线在中心频率5.8GHz的增益为16.7GHz。进一步的，所述第一支路与第二支路结构相同，包括串联电感和接地电容，其中，串联电感一端连接PIN二极管的阳极，另一端连接接地电容。进一步的，所述串联电感、接地电容以及隔直电容之间的连接线采用高阻抗线。进一步的，所述第一支路中的串联电感还连接有第一电压V1；所述第二支路中的串联电感还连接有第二电压V2。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果，本专利技术的基于双波束转换的阵列天线，包括2*2阵列天线、4*4阵列天线和开关选择器；两种阵列天线使用的单元天线为蝶形偶极子天线，单元天线包括置于介质板正面的第一贴片和第一传输线，置于介质板背面的第二贴片和第二传输线；当外界环境稳定时，设置电压第二电压V2＝+3V，二极管PIN1导通，开关选择器选择4*4单元阵列天线，此时开关选择器选择窄波束阵列天线，能够有效的降低系统功耗；当外界环境不稳定时，设置第一电压V1＝+3V，二极管PIN2导通，开关选择器选择2*2单元阵列天线，此时开关选择器选择宽波束阵列天线，保证了在恶劣环境下的信号可靠性。通过以上工作方式，本专利技术可根据当前环境所需要的波束，选择合适的阵列天线，在实现通信的可靠性的同时，综合考虑到功耗的问题，尽可能的降低系统功耗。附图说明图1为本专利技术双波束转换的阵列天线的结构示意图；图2为本专利技术中2*2单元阵列天线的结构示意图；图3为本专利技术中4*4单元阵列天线的结构示意图；图4为本专利技术中单元天线的结构示意图；图5为本专利技术中单元天线的回波损耗结果示意图；图6为本专利技术中单元天线的增益的仿真结果示意图；图7为本专利技术中2*2单元阵列天线的E面和H面的仿真结果示意图；图8为本专利技术中4*4单元阵列天线的E面和H面的仿真结果示意图；具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步说明。本专利技术提供了一种基于双波束转换的阵列天线，通过开关二极管在宽波束2*2单元阵和窄波束4*4单元阵之间根据不同环境的需求进行选择。如图1所示，本专利技术的基于双波束转换的阵列天线包括介质板107，隔直电容101，所述隔直电容101的电容值为200pF；2个PIN二极管102，包括第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2；第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2的阴极对接，输入信号连接在2个PIN二极管之间；第一PIN二极管PIN1的阳极通过一个隔直电容101连接至4*4单元阵列天线109及第一支路，第二PIN二极管PIN2的阳极通过一个隔直电容101连接至2*2单元阵列天线108及第二支路。所述第一支路与第二支路结构相同，包括串联电感103、高阻抗线104和接地电容105，其中，串联电感103一端连接PIN二极管的阳极，另一端连接接地电容105；所述串联电感103、接地电容105以及隔直电容101之间的连接线采用高阻抗线104。采用上述结构设计，本专利技术能够进一步阻止射频能量进入直流电源，在两个偏置电路中各添加串联电感103，高阻抗线104是用于实现RFchoke电感的，接地电容105将RF射频信号短路到地。如图1所示，本专利技术的第一支路中的串联电感103还连接有第一电压V1；所述第二支路中的串联电感103还连接有第二电压V2。如图1所示，所述输入信号与PIN之间由传输线106连接，两个PIN二极管之间由传输线106连接，2个PIN二极管与阵列天线之间由传输线106连接。如图2所示，在本专利技术的某一实施例中，所述2*2单元阵列天线包括介质板201，四个单元天线A1、A2、A3和A4，一分四等功分网络202。四个单元天线延中心馈点成均匀阵列分布，四个单元天线由一分四等功分网络连接在一起。如图3所示，在本专利技术的某一实施例中，4*4单元阵列天线包括介质板301，十六个单元天线B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10、B11、B12、B13、B14、B15和B16，一分十六等功分网络302；所述十六个单元天线延中心馈点成均匀阵列分布，十六个单元天线由一分十六等功分网络连接在一起。如图4所示，所述单元天线包括介质板401，第一贴片402，第二贴片403，第一传输线404和第二传输线405，其中；所述第一贴片402位于介质板正面，第一贴片402水本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双波束转换的阵列天线，其特征在于，包括2*2阵列天线、4*4阵列天线和开关选择器，所述开关选择器包括两个隔直电容、两个PIN二极管和两个串联电感，所述开关选择器有两个输出端，其中一个输出端连接2*2阵列天线，另一个输出端连接4*4阵列天线；/n所述两个PIN二极管两边电压的电平值，选择不同波束宽度的阵列天线。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双波束转换的阵列天线，其特征在于，包括2*2阵列天线、4*4阵列天线和开关选择器，所述开关选择器包括两个隔直电容、两个PIN二极管和两个串联电感，所述开关选择器有两个输出端，其中一个输出端连接2*2阵列天线，另一个输出端连接4*4阵列天线；
所述两个PIN二极管两边电压的电平值，选择不同波束宽度的阵列天线。


2.根据权利要求1所述的基于双波束转换的阵列天线，其特征在于，所述两个PIN二极管包括第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2；
第一PIN二极管PIN1和第二PIN二极管PIN2的阴极对接，输入信号连接在两个PIN二极管之间；第一PIN二极管PIN1的阳极通过一个隔直电容连接至4*4单元阵列天线及第一支路，第二PIN二极管PIN2的阳极通过一个隔直电容连接至2*2单元阵列天线及第二支路。


3.根据权利要求1所述的基于双波束转换的阵列天线，其特征在于，所述2*2阵列天线，包括介质板，介质板上设置四个天线单元，四个单元天线相对中心馈点呈均匀阵列分布，四个单元天线由一分四的等功分网络连接。


4.根据权利要求1所述的基于双波束转换的阵列天线，其特征在于，所述4*4阵列...

【专利技术属性】
技术研发人员：王南，任晓龙，戴光，韩肯龙，陈松博，金福涛，武剑，党蓓佳，王辰曦，吴子豪，唐露甜，
申请(专利权)人：国网陕西省电力公司电力科学研究院，国网陕西省电力公司，国网陕西省电力公司渭南供电公司，陕西送变电工程有限公司，国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61