一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线制造技术

本发明专利技术涉及一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，属于天线技术领域。以共口径的形式将多个八木天线单元印刷在介质板的同一面，按照频率从低到高的顺序依次排列。相邻的天线单元之间通过一个高阻抗结构连接。当某一频段的天线被激励时，该高阻抗结构能够限制振子上的电流流向其他单元，从而抑制天线间的耦合，不影响其他天线单元的正常工作。这种结构不仅使得每个八木天线的所在频段和带宽能够根据需要单独调节，而且给同轴馈线提供了馈电路径，使各个天线单元能够独立工作。使各个天线单元能够独立工作。使各个天线单元能够独立工作。

【技术实现步骤摘要】
一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线


[0001]本专利技术属于天线
，涉及一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，用于通讯、导航、GPS等系统。

技术介绍

[0002]八木天线是由一个有源振子、一个无源反射器(比有源振子长度略长)和若干个无源引向器(比有源振子长度略短)平行排列而成的端射式天线。由于具有高增益、定向性好的特点，常被用于定向、导航等领域。
[0003]常见的八木天线是单端口馈电的，为了增加天线的工作频段，只能使用在振子上增加寄生枝节等方法，这些方法产生的频带带宽很窄，各个频段不能单独控制，并且是以牺牲天线的增益为代价的。为了提高天线的增益，常常会采用在振子上方加入多个引向器的方法，但这种方法会大大增加天线的剖面高度。
[0004]随着天线的多频段和小型化发展，对八木天线来说，要想在多个频段内工作，就需要多个天线，这样不仅增加了去耦的难度，而且增益降低也大大增加了天线所占空间。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是：
[0006]为了避免解决八木天线多个频段导致的去耦、增益降低问题，本专利技术提供一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线。
[0007]为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，其特征在于包括介质基板、金属引向器，在介质基板上印刷多个频段的天线单元，所述天线单元包括印刷在介质基板正面的馈电巴伦和反面的辐射单元，馈电巴伦和辐射单元均按照频段高低从上往下排列；每个辐射单元包括从下往上依次排列的反射器、有源振子、贴片引向器，在相邻的两个频段的反射器和贴片引向器之间设有高阻抗结构；在介质基板的两侧设有与介质基板平行的金属引向器。
[0009]本专利技术进一步的技术方案：所述金属引向器由n个垂直和q个水平结构的金属片组合而成，1≤n≤20，1≤q≤20。
[0010]本专利技术进一步的技术方案：所述金属引向器的材质为铝。
[0011]本专利技术进一步的技术方案：所述天线单元的有源振子采用半波偶极子或全波偶极子的形式。
[0012]本专利技术进一步的技术方案：所述巴伦采用“L”形的形状。
[0013]本专利技术进一步的技术方案：所述天线单元的有源振子在低频段进行弯折，减小了天线的横向尺寸。
[0014]本专利技术进一步的技术方案：在高频段的贴片引向器可以设置多个。
[0015]本专利技术进一步的技术方案：所述介质板采用FR4_epoxy板材，介电常数ε
r
＝4.4。
[0016]本专利技术进一步的技术方案：还包括天线罩，所述天线罩位于金属引向器外侧，能够
全部包围天线。
[0017]一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线的应用，其特征在于用于通讯、导航或GPS的前端用于收发信号。
[0018]本专利技术的有益效果在于：
[0019]本专利技术提供的一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，使用一高阻抗贴片连接两个相邻天线单元，使各单元的同轴线可以沿着贴片穿过地板与电源相连实现馈电，结构简单，安装方便，成本低廉，各个天线单元都能够独立工作。
[0020]为了实现多频段和小型化，本专利技术采用重叠技术，以共口径的形式将多个八木天线单元印刷在介质板的同一面，按照频率从低到高的顺序依次排列。相邻的天线单元之间通过一个高阻抗结构连接。当某一频段的天线被激励时，该高阻抗结构能够限制振子上的电流流向其他单元，从而抑制天线间的耦合，不影响其他天线单元的正常工作。这种结构不仅使得每个八木天线的所在频段和带宽能够根据需要单独调节，而且给同轴馈线提供了馈电路径，使各个天线单元能够独立工作。
[0021]为了避免增加天线剖面高度，本专利技术在介质板两侧设置由若干个水平和垂直的矩形金属片组合而成的引向器，这种结构的引向器在提高增益的同时，对天线的驻波也有一定的改善。
[0022]1、金属引向器在不增加天线剖面高度的条件下，提高天线增益，且使部分频段的天线驻波有所下降；
[0023]2、一般来说，天线距离越近，耦合越大，相互之间的干扰也越大。通过添加高阻抗结构，使紧密排列的天线单元间的耦合大大降低，各频段单元能够独立工作；
[0024]3、常见的多频段八木天线通过添加寄生结构来形成新的谐振点，该谐振点所在的频段带宽很窄，但本专利技术中每个频段都是由反射器
‑
有源振子
‑
引向器结构实现的，带宽更宽；
[0025]4、本专利技术中的八木天线每个频段都可以单独馈电、单独控制。
附图说明
[0026]附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本专利技术的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
[0027]图1为本专利技术八木天线整体结构组成示意图；
[0028]图2为本专利技术八木天线正面视图(去金属片)；
[0029]图3为本专利技术八木天线背面视图(去金属片)；
[0030]图4为本专利技术金属片(与地板相连)三维视图；
[0031]图5为本专利技术900MHz频段的驻波；
[0032]图6为本专利技术1.575GHz频段的驻波；
[0033]图7为本专利技术2.4GHz频段的驻波；
[0034]图8为本专利技术5.8GHz频段的驻波；
[0035]图9为本专利技术900MHz频段的增益；
[0036]图10为本专利技术1.575GHz频段的增益；
[0037]图11为本专利技术2.4GHz频段的增益；
[0038]图12为本专利技术5.8GHz频段的增益；
[0039]图13有无金属引向器对天线增益的影响：(a)900MHz频段；(b)1.575GHz频段；(c)2.4GHz频段；(d)5.8GHz频段；
[0040]图14有无金属引向器对天线驻波的影响：(a)900MHz频段；(b)1.575GHz频段；(c)2.4GHz频段；(d)5.8GHz频段。
[0041]其中：1
‑
介质天线罩；2
‑
介质基板；3
‑
900MHz的馈电巴伦；4
‑
1.575GHz天线单元的馈电巴伦；5
‑
2.4GHz天线单元的馈电巴伦；6
‑
5.8GHz天线单元的馈电巴伦；7
‑
900MHz天线单元反射器；8
‑
900MHz天线单元有源振子；9
‑
900MHz天线单元引向器；10
‑
1.575GHz天线单元反射器；11
‑
1.575GHz天线单元有源振子；12
‑
1.575GHz天线单元引向器；13
‑
2.4GHz天线单元反射器；14
‑
2.4GHz天线单元有源振子；15
‑
2.4GHz天线单元引向器；16
‑
5.8GHz天线单元反射器；17
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，其特征在于包括介质基板、金属引向器，在介质基板上印刷多个频段的天线单元，所述天线单元包括印刷在介质基板正面的馈电巴伦和反面的辐射单元，馈电巴伦和辐射单元均按照频段高低从上往下排列；每个辐射单元包括从下往上依次排列的反射器、有源振子、贴片引向器，在相邻的两个频段的反射器和贴片引向器之间设有高阻抗结构；在介质基板的两侧设有与介质基板平行的金属引向器。2.根据权利要求1所述的一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，其特征在于所述金属引向器由n个垂直和q个水平结构的金属片组合而成，1≤n≤20，1≤q≤20。3.根据权利要求2所述的一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，其特征在于所述金属引向器的材质为铝。4.根据权利要求1所述的一种高增益多频段堆叠型印刷八木天线，其特征在于所述天线单元的有源振子采用半波偶极子或全波...

【专利技术属性】
技术研发人员：周世钢，黄武怡，孙溪，杨宇航，李建瀛，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：