一种基于梯形脊波导的高增益全向天线制造技术

本发明专利技术公开了一种基于梯形脊波导的高增益全向天线，包括天线辐射单元和馈电网络，天线辐射单元包括第一梯形金属波导和第二梯形金属波导，馈电网络包括一分二带状线功分器、两个TEM模式_TE01模式转换功分器、矩形介质板和微带线带状线转换结构，微带线带状线转换结构包括同轴SMA头、矩形微带线和两组金属柱，第一梯形金属波导中引入第一矩形脊以及第二梯形金属波导引入第二矩形脊降低截至频率，第一梯形金属波导上设置的第一矩形缝和第二梯形金属波导上设置的第二矩形缝将存在的对称的场均匀耦合产生理想的方向图，两个TEM模式_TE01模式转换功分器实现信号互连和阻抗匹配，两组金属柱防止能量泄露；优点是能够实现水平方向完整全向，且具有稳定高增益。且具有稳定高增益。且具有稳定高增益。

【技术实现步骤摘要】
一种基于梯形脊波导的高增益全向天线


[0001]本专利技术涉及一种全向天线，尤其是涉及一种基于梯形脊波导的高增益全向天线。

技术介绍

[0002]全向天线是一种能在水平面内360度均匀辐射能量的天线。全向天线能够在接收器和发送器的位置可变或不确定的情况下，广泛应用于点对多点通讯、广播、数据传输以及组建无线扩频网等领域。偶极子天线、单极子天线、双锥天线、盘状天线和环形天线是全向天线最广泛使用的形式，这些天线由于天然的结构对称性，可以做到较好的圆度，但是这些天线的极化方向都是垂直极化方向，这限制了其在通信系统中的应用。
[0003]散射通信作为一种远距离通信方式被广泛应用于通信领域。点对多点的车载通信设备以及舰载移动散射通信设备可以实现中心基站与多个外围站间的实时通信，具有全向辐射模式的高增益水平极化全向天线是一个很好的选择。然而，相比于垂直极化全向天线来说，水平极化全向天线更难设计。
[0004]文献《Horizontally polarized omnidirectional antenna array using cascaded cavities》中提出了一种用于车载应用的双极化军刀天线，该双极化军刀天线的最大增益为8.64dBi，水平极化和垂直极化分别通过薄谐振腔和折叠插槽来实现，结构紧凑，横截面积只有0.24λ0*0.24λ0，λ0为天线工作频段内中心频率的电磁波波长。事实上，增益超过10dBi的全向天线很少报道，特别是较难设计的水平极化全向天线，然而，为了在远距离传输的散射通信中拥有更好的通信质量，高增益的水平极化全向天线必不可少。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种能够实现水平方向完整全向，且具有稳定高增益(高达11dBi的高增益)的基于梯形脊波导的高增益全向天线。
[0006]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种基于梯形脊波导的高增益全向天线，包括天线辐射单元和馈电网络，所述的天线辐射单元包括第一梯形金属波导和第二梯形金属波导，所述的第一梯形金属波导包括第一上底板、第一下底板、第一左侧板、第一右侧板、第一前侧板和第一后侧板，所述的第一上底板、所述的第一下底板、所述的第一左侧板、所述的第一右侧板、所述的第一前侧板和所述的第一后侧板按照上下左右前后方位分布，且六者之间相互连接后形成梯形结构，所述的第一上底板和所述的第一下底板均为矩形板，所述的第一左侧板和所述的第一右侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第一前侧板和所述的第一后侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第一上底板位于所述的第一下底板的上方，所述的第一上底板平行于所述的第一下底板，且两者的中心线位于同一直线，所述的第一前侧板位于所述的第一后侧板的前侧，所述的第一左侧板位于所述的第一右侧板的左侧，所述的第一上底板、所述的第一下底板、所述的第一左侧板、所述的第一右侧板、所述的第一前侧板和所述的第一后侧板之间围成第一梯形空腔，所述的第一梯形空腔中设置有第一隔板，所述的第一隔板位于所述的第一梯形空腔中部，将所述的
第一梯形空腔隔成左右分布，且大小完全相同的两个梯形空腔；所述的第一上底板和所述的第一下底板的长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第一上底板的长度等于所述的第一下底板的长度，所述的第一上底板的宽度小于所述的第一下底板的宽度；所述的第一左侧板上设置有第一矩形槽，所述的第一矩形槽沿左右方向贯穿所述的第一左侧板，所述的第一矩形槽的长边方向垂直于所述的第一左侧板的上端面所在平面，所述的第一矩形槽的宽边方向平行于所述的第一左侧板的上端面所在平面，所述的第一矩形槽的一条宽边与所述的第一左侧板的下端面齐平，所述的第一矩形槽的上端面位于所述的第一左侧板的上端面所在平面下方，所述的第一矩形槽的前端面到所述的第一左侧板的对称面的距离等于所述的第一矩形槽的后端面到所述的第一左侧板的对称面的距离，所述的第一矩形槽的宽度小于所述的第一上底板的宽度；所述的第一前侧板上沿左右方向均匀间隔设置有贯穿所述的第一前侧板的11个第一矩形缝，11个第一矩形缝的下端面在同一平面上，且平行于所述的第一前侧板的下端面，11个第一矩形缝的中心在一条直线上，且该直线到所述的第一前侧板的上端面的距离等于其到所述的第一前侧板的下端面的距离，相邻两个第一矩形缝之间的间距为半个波长，位于最左边的第一矩形缝的左端面位于所述的第一上底板的左端面所在平面的右侧且两者之间的距离大于一个波长，位于最右边的第一矩形缝的右端面位于所述的第一上底板的右端面所在平面的左侧且两者之间的距离大于一个波长；所述的第一后侧板上沿左右方向均匀间隔设置有贯穿所述的第一后侧板的11个第二矩形缝，11个第二矩形缝的下端面在同一平面上，且平行于所述的所述的第一后侧板的下端面，11个第二矩形缝的中心在一条直线上，且该直线到所述的第一后侧板的上端面的距离等于其到所述的第一后侧板的下端面的距离，相邻两个第二矩形缝之间的间距为半个波长，位于最左边的第二矩形缝的左端面位于所述的第一上底板的左端面所在平面的右侧且两者之间的距离大于一个波长，位于最右边的第二矩形缝的右端面位于所述的第一上底板的右端面所在平面的左侧且两者之间的距离大于一个波长；
[0007]将11个第一矩形缝按照从左到右顺序依次称为第1个第一矩形缝至第11个第一矩形缝，将11个第二矩形缝按照从左到右顺序依次称为第1个第二矩形缝至第11个第二矩形缝，第m个第一矩形缝的左端面和右端面位于第m个第二矩形缝的右端面和第m+1个第二矩形缝的左端面之间，m＝1,2，
…
，10，第11个第一矩形缝的左端面位于第11个第二矩形缝的右端面所在平面的右侧；所述的第一梯形空腔内设置有第一矩形脊，所述的第一矩形脊的下端面与所述的第一下底板的上端面贴合连接，所述的第一矩形脊的右端面与所述的第一右侧板的左端面贴合连接，所述的第一矩形脊的左端面与所述的第一左侧板的右端面贴合连接，所述的第一矩形脊的前端面到所述的第一下底板的前端面所在平面的距离等于所述的第一矩形脊的后端面到所述的第一下底板的后端面所在平面的距离，所述的第一矩形脊的上端面与所述的第一矩形槽的上端面齐平，所述的第一矩形脊穿过所述的第一隔板；
[0008]所述的第二梯形金属波导包括第二上底板、第二下底板、第二左侧板、第二右侧板、第二前侧板和第二后侧板，所述的第二下底板、所述的第二上底板、所述的第二左侧板、所述的第二右侧板、所述的第二前侧板和所述的第二后侧板按照上下左右前后方位分布，且六者之间相互连接后形成梯形结构，所述的第二上底板和所述的第二下底板均为矩形板，所述的第二左侧板和所述的第二右侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第二前侧板和所述的第二后侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第二上底板位于所述的第
二下底板的下方，所述的第二上底板平行于所述的第二下底板，且两者的中心线位于同一直线，所述的第二前侧板位于所述的第二后侧板的前侧，所述的第二左侧板位于所述的第二右侧板的左侧，所述的第二上底板、所述的第二下底板、所述的第二左侧板、所述的第二右侧板、所述的第本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于梯形脊波导的高增益全向天线，其特征在于包括天线辐射单元和馈电网络，所述的天线辐射单元包括第一梯形金属波导和第二梯形金属波导，所述的第一梯形金属波导包括第一上底板、第一下底板、第一左侧板、第一右侧板、第一前侧板和第一后侧板，所述的第一上底板、所述的第一下底板、所述的第一左侧板、所述的第一右侧板、所述的第一前侧板和所述的第一后侧板按照上下左右前后方位分布，且六者之间相互连接后形成梯形结构，所述的第一上底板和所述的第一下底板均为矩形板，所述的第一左侧板和所述的第一右侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第一前侧板和所述的第一后侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第一上底板位于所述的第一下底板的上方，所述的第一上底板平行于所述的第一下底板，且两者的中心线位于同一直线，所述的第一前侧板位于所述的第一后侧板的前侧，所述的第一左侧板位于所述的第一右侧板的左侧，所述的第一上底板、所述的第一下底板、所述的第一左侧板、所述的第一右侧板、所述的第一前侧板和所述的第一后侧板之间围成第一梯形空腔，所述的第一梯形空腔中设置有第一隔板，所述的第一隔板位于所述的第一梯形空腔中部，将所述的第一梯形空腔隔成左右分布，且大小完全相同的两个梯形空腔；所述的第一上底板和所述的第一下底板的长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第一上底板的长度等于所述的第一下底板的长度，所述的第一上底板的宽度小于所述的第一下底板的宽度；所述的第一左侧板上设置有第一矩形槽，所述的第一矩形槽沿左右方向贯穿所述的第一左侧板，所述的第一矩形槽的长边方向垂直于所述的第一左侧板的上端面所在平面，所述的第一矩形槽的宽边方向平行于所述的第一左侧板的上端面所在平面，所述的第一矩形槽的一条宽边与所述的第一左侧板的下端面齐平，所述的第一矩形槽的上端面位于所述的第一左侧板的上端面所在平面下方，所述的第一矩形槽的前端面到所述的第一左侧板的对称面的距离等于所述的第一矩形槽的后端面到所述的第一左侧板的对称面的距离，所述的第一矩形槽的宽度小于所述的第一上底板的宽度；所述的第一前侧板上沿左右方向均匀间隔设置有贯穿所述的第一前侧板的11个第一矩形缝，11个第一矩形缝的下端面在同一平面上，且平行于所述的第一前侧板的下端面，11个第一矩形缝的中心在一条直线上，且该直线到所述的第一前侧板的上端面的距离等于其到所述的第一前侧板的下端面的距离，相邻两个第一矩形缝之间的间距为半个波长，位于最左边的第一矩形缝的左端面位于所述的第一上底板的左端面所在平面的右侧且两者之间的距离大于一个波长，位于最右边的第一矩形缝的右端面位于所述的第一上底板的右端面所在平面的左侧且两者之间的距离大于一个波长；所述的第一后侧板上沿左右方向均匀间隔设置有贯穿所述的第一后侧板的11个第二矩形缝，11个第二矩形缝的下端面在同一平面上，且平行于所述的所述的第一后侧板的下端面，11个第二矩形缝的中心在一条直线上，且该直线到所述的第一后侧板的上端面的距离等于其到所述的第一后侧板的下端面的距离，相邻两个第二矩形缝之间的间距为半个波长，位于最左边的第二矩形缝的左端面位于所述的第一上底板的左端面所在平面的右侧且两者之间的距离大于一个波长，位于最右边的第二矩形缝的右端面位于所述的第一上底板的右端面所在平面的左侧且两者之间的距离大于一个波长；将11个第一矩形缝按照从左到右顺序依次称为第1个第一矩形缝至第11个第一矩形缝，将11个第二矩形缝按照从左到右顺序依次称为第1个第二矩形缝至第11个第二矩形缝，第m个第一矩形缝的左端面和右端面位于第m个第二矩形缝的右端面和第m+1个第二矩形缝
的左端面之间，m＝1,2，
…
，10，第11个第一矩形缝的左端面位于第11个第二矩形缝的右端面所在平面的右侧；所述的第一梯形空腔内设置有第一矩形脊，所述的第一矩形脊的下端面与所述的第一下底板的上端面贴合连接，所述的第一矩形脊的右端面与所述的第一右侧板的左端面贴合连接，所述的第一矩形脊的左端面与所述的第一左侧板的右端面贴合连接，所述的第一矩形脊的前端面到所述的第一下底板的前端面所在平面的距离等于所述的第一矩形脊的后端面到所述的第一下底板的后端面所在平面的距离，所述的第一矩形脊的上端面与所述的第一矩形槽的上端面齐平，所述的第一矩形脊穿过所述的第一隔板；所述的第二梯形金属波导包括第二上底板、第二下底板、第二左侧板、第二右侧板、第二前侧板和第二后侧板，所述的第二下底板、所述的第二上底板、所述的第二左侧板、所述的第二右侧板、所述的第二前侧板和所述的第二后侧板按照上下左右前后方位分布，且六者之间相互连接后形成梯形结构，所述的第二上底板和所述的第二下底板均为矩形板，所述的第二左侧板和所述的第二右侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第二前侧板和所述的第二后侧板为完全相同的两个等腰梯形板，所述的第二上底板位于所述的第二下底板的下方，所述的第二上底板平行于所述的第二下底板，且两者的中心线位于同一直线，所述的第二前侧板位于所述的第二后侧板的前侧，所述的第二左侧板位于所述的第二右侧板的左侧，所述的第二上底板、所述的第二下底板、所述的第二左侧板、所述的第二右侧板、所述的第二前侧板和所述的第二后侧板之间围成第二梯形空腔，所述的第二梯形空腔中设置有第二隔板，所述的第二隔板位于所述的第二梯形空腔中部，将所述的第二梯形空腔隔成左右分布，且大小完全相同的两个梯形空腔；所述的第二上底板和所述的第二下底板的长度方向均沿左右方向，宽度方向均沿前后方向，所述的第二上底板的长度等于所述的第二下底板的长度，所述的第二上底板的宽度小于所述的第二下底板的宽度；所述的第二左侧板上设置有第二矩形槽，所述的第二矩形槽沿左右方向贯穿所述的第二左侧板，所述的第二矩形槽的长边方向垂直于所述的第二左侧板的上端面所在平面，所述的第二矩形槽的宽边方向平行于所述的第二左侧板的上端面所在平面，所述的第二矩形槽的一条宽边与所述的第二左侧板的上端面齐平，所述的第二矩形槽的下端面位于所述的第二左侧板的下端面所在平面下方，所述的第二矩形槽的前端面到所述的第二左侧板的对称面的距离等于所述的第二矩形槽的后端面到所述的第二左侧板的对称面的距离，所述的第二矩形槽的宽度小于所述的第二上底板的宽度；所述的第二前侧板上沿左右方向均匀间隔设置有贯穿所述的第二前侧板的11个第三矩形缝，11个第三矩形缝的下端面在同一平面上，且平行于所述的所述的第二前侧板的下端面，11个第三矩形缝的中心在一条直线上，且该直线到所述的第二前侧板的上端面的距离等于其到所述的第二前侧板的下端面的距离，相邻两个第三矩形...

【专利技术属性】
技术研发人员：林奕彤，陆云龙，沈书豪，尤阳，黄季甫，
申请(专利权)人：宁波大学，
类型：发明
国别省市：