本发明专利技术提出了一款高增益低剖面全金属端射阵列天线，包括两个相同的全金属辐射结构和一个一分二微带功分馈电结构。每一个全金属辐射结构由两个渐变结构、矩形微带线、16个辐射单元和同轴线构成；16个辐射单元分为13个矩形贴片加载的辐射单元和3个圆形贴片加载的辐射单元，两种辐射单元交错地加载在矩形微带线上，从而实现端射增益的提高和阻抗带宽的改善；一分二微带功分馈电结构为多边形金属结构，为两个全金属辐射结构提供等辐同相的能量，形成二元端射阵列，进一步提高端射增益。本发明专利技术具有增益高、剖面低、结构简单、易加工和成本低的优势，适用于各大现代无线通信系统。适用于各大现代无线通信系统。适用于各大现代无线通信系统。
【技术实现步骤摘要】
一种高增益低剖面全金属端射阵列天线
[0001]本专利技术属于天线
，具体涉及一种高增益低剖面全金属端射阵列天线。
技术介绍
[0002]自端射天线问世以来，端射天线就以其低成本、高增益、简单结构和定向辐射特性等诸多优点，成为天线研究的热门课题。我们所熟知的八木
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宇田天线、喇叭天线、对数周期阵列、渐变槽线天线和螺旋天线都是备受关注的端射天线类型，常用于各大通信系统。由此可见，拥有这些优点的低剖面端射天线在未来的通信和雷达系统中将会有广泛的应用前景。
[0003]在雷达探测系统中，要求接收和发射天线尽可能与载体达到共形，以此达到减小空气阻力的效果，且需要更大的天线增益来扩大探测范围；对于弹载天线，导弹外形狭长、空间有限，难以集成，而其两侧空间较大，可放置天线，因此天线就需要实现端向辐射或者更宽的频宽；此外，对于车载天线，其需要在车顶探测车辆周围的物体，所以也需要一个端射方向的波束。
[0004]因此，本专利技术提供了一种高增益低剖面全金属端射阵列天线，该专利技术在保证剖面高度较低的同时，拥有较高的增益，此外天线为全金属结构，拥有易制作、成本低和结构简单等优势，适用于各大通信系统。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于提出一种高增益低剖面全金属端射阵列天线，通过采用全金属结构和一分二微带功分馈电结构，提高天线的增益和改善阻抗带宽，使其具有剖面低、结构简单、易加工和成本低的优势。
[0006]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
[0007]一种高增益低剖面全金属端射阵列天线由两个相同的全金属辐射结构(1)和一个一分二微带功分馈电结构(2)组成；所述全金属辐射结构(1)是由渐变结构(3)、矩形微带线(4)、圆形贴片加载的辐射单元(5)、矩形贴片加载的辐射单元(6)、渐变结构(7)和同轴线(8)构成。
[0008]进一步，所述矩形微带线(4)两端分别连接渐变结构(3)和渐变结构(7)；所述渐变结构(3)的另一端连接一分二微带功分馈电结构(2)，实现射频能量的传输，起到改善阻抗匹配的效果；所述渐变结构(7)的另一端连接同轴线(8)，同轴线(8)位于全金属辐射结构(1)的末端，起到吸收多余能量和降低回波损耗的作用。
[0009]进一步，所述圆形贴片加载的辐射单元(5)由圆形贴片加载的垂直枝节(9)和四分之一椭圆形的水平枝节(10)构成；所述矩形贴片加载的辐射单元(6)由矩形贴片加载的垂直枝节(11)和四分之一椭圆形的水平枝节(12)构成；所述3个圆形贴片加载的辐射单元(5)和13个矩形贴片加载的辐射单元(6)交错地加载在矩形微带线(4)上，其中第Ⅰ、Ⅲ、
Ⅹ
个为圆形贴片加载的辐射单元(5)，其余为矩形贴片加载的辐射单元(6)，从而提高端射增益和
改善阻抗带宽。
[0010]进一步，所述一分二微带功分馈电结构(2)为多边形金属结构，与两个全金属辐射结构(1)相连，为其提供等幅同相的能量，从而形成二元端射阵列，进一步提高端射增益
[0011]进一步，所述高增益低剖面全金属端射阵列天线为全金属结构，工作频率为5.0GHz，剖面高度仅为0.067λ；阵列天线的
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10dB以下回波损耗的频带范围为3.8GHz
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6.2GHz，带宽为48％，最高增益达到了16.8dBi。
[0012]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点：
[0013](1)通过采用全金属结构，本专利技术具有结构简单和成本低的优势，且最大辐射方向始终指向端射方向。
[0014](2)3个圆形贴片加载的辐射单元和13个矩形贴片加载的辐射单元交错地加载在矩形微带线上，其中第Ⅰ、Ⅲ、
Ⅹ
个为圆形贴片加载的辐射单元，其余为矩形贴片加载的辐射单元，使得本专利技术的端射增益得到提高和阻抗匹配得到改善。
附图说明
[0015]图1为本专利技术高增益低剖面全金属端射阵列天线的结构图。
[0016]图2为本专利技术全金属辐射结构的俯视图。
[0017]图3为本专利技术辐射单元垂直枝节正视图，图(a)为辐射单元(5)的垂直枝节正视图，图(b)为辐射单元(6)的垂直枝节正视图。
[0018]图4为本专利技术高增益低剖面全金属端射阵列天线的仿真反射系数。
[0019]图5为本专利技术高增益低剖面全金属端射阵列天线的仿真传输系数。
[0020]图6为本专利技术高增益低剖面全金属端射阵列天线的增益随频率的变化图。
[0021]图7为本专利技术高增益低剖面全金属端射阵列天线5.0GHz的增益方向图。图(a)为E面方向图，图(b)为H面方向图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本专利技术，应理解这些实施例仅用于说明本专利技术而不用于限制本专利技术的范围，在阅读了本专利技术之后，本领域技术人员对本专利技术的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
[0023]参见图1、图2和图3，高增益低剖面全金属端射阵列天线是由两个相同的全金属辐射结构(1)和一个一分二微带功分馈电结构(2)组成；所述全金属辐射结构(1)是由渐变结构(3)、矩形微带线(4)、圆形贴片加载的辐射单元(5)、矩形贴片加载的辐射单元(6)、渐变结构(7)和同轴线(8)构成。
[0024]所述矩形微带线(4)两端分别连接渐变结构(3)和渐变结构(7)，矩形微带线(4)的宽度W1为13.0mm；所述渐变结构(3)的另一端连接一分二微带功分馈电结构(2)，实现射频能量的传输，起到改善阻抗匹配的效果，渐变结构(3)的宽度W2为4.8mm，W3为1.5mm；所述渐变结构(7)的另一端连接同轴线(8)，同轴线(8)位于全金属辐射结构(1)的末端，起到吸收多余能量和降低回波损耗的作用，渐变结构(7)的宽度W4为9.5mm。
[0025]所述圆形贴片加载的辐射单元(5)由圆形贴片(半径R为2.0mm)加载的垂直枝节(9)和四分之一椭圆形的水平枝节(10)构成，四分之一椭圆形的水平枝节(10)的长度L1为
15.5mm，长轴与短轴之比为1：0.65；所述矩形贴片加载的辐射单元(6)由矩形贴片加载的垂直枝节(11)和四分之一椭圆形的水平枝节(12)构成，矩形贴片加载的垂直枝节(13)的高度h为4.0mm，宽度W5为3.0mm；所述3个圆形贴片加载的辐射单元(5)和13个矩形贴片加载的辐射单元(6)交错地加载在矩形微带线(4)上，间距p为13.0mm，其中第Ⅰ、Ⅲ、
Ⅹ
个为圆形贴片加载的辐射单元(5)，其余为矩形贴片加载的辐射单元(6)，从而提高端射增益和改善阻抗带宽。
[0026]所述一分二微带功分馈电结构(2)为多边形金属结构，高度为1.0mm，与两个全金属辐射结构(1)相连，为其提供等幅同相的能量，从而形成二元端射阵列，进一步提高端射增益。
[0027]参见图4给出工作频段内高增益低剖面全金属端射阵列天线的仿真反射系数，可以看出反射系数小于
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高增益低剖面全金属端射阵列天线，其特征在于，所述阵列天线是由两个相同的全金属辐射结构(1)和一个一分二微带功分馈电结构(2)组成；所述全金属辐射结构(1)是由渐变结构(3)、矩形微带线(4)、圆形贴片加载的辐射单元(5)、矩形贴片加载的辐射单元(6)、渐变结构(7)和同轴线(8)构成。2.根据权利要求1所述的高增益低剖面全金属端射阵列天线，其特征在于，所述矩形微带线(4)两端分别连接渐变结构(3)和渐变结构(7)；所述渐变结构(3)的另一端连接一分二微带功分馈电结构(2)，实现射频能量的传输，起到改善阻抗匹配的效果；所述渐变结构(7)的另一端连接同轴线(8)，同轴线(8)位于全金属辐射结构(1)的末端，起到吸收多余能量和降低回波损耗的作用。3.根据权利要求1所述的高增益低剖面全金属端射阵列天线，其特征在于，所述圆形贴片加载的辐射单元(5)由圆形贴片加载的垂直枝节(9)和四分之一椭圆形的水平枝节(10)构成；所述矩形贴片加载的辐射单元(6)由矩形贴片加载的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王敏，张金，李玄，胡小天，李雨，
申请(专利权)人：重庆邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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