一种高增益全向天线制造技术

本发明专利技术公开了一种高增益全向天线，包括上层微波介质基片(1a)和下层微波介质基片(1b)，所述微波介质基片上印刷有多节交替馈电的带状线；每节带状线由上层金属接地板(2a)、下层金属接地板(2b)和金属导带(3)组成；在上层微波介质基片(1a)的上表面印制上层金属接地板(2a)；在下层微波介质基片(1a)的下表面印制下层金属接地板(2b)；金属导带(3)位于上层微波介质基片(1a)和下层微波介质基片(1b)之间；金属导带比金属接地板长，并延伸至与之相邻的微带线的金属接地板；通过金属化过孔(4)将相邻两节带状线的金属导带与金属接地板交替相连。本发明专利技术的天线全向辐射特性良好、装配过程简单，工艺实现一致性好、可靠性高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及天线
，具体地说是一种带状线高增益全向天线。
技术介绍
全向天线是指方位向覆盖360度的天线，高增益全向天线一般是指最大增益为3dBi以上的全向天线。高增益全向天线通常是在纵向采用若干全向天线单元组成线性阵列来实现高增益的。当前国内外广泛采用的高增益全向天线馈电方式主要分为串联馈电和并联馈电两种。并联馈电全向天线除了多个天线单元外，还需要附加馈电网络，可实现较宽的阻抗匹配，但由于馈电网络的存在，往往会影响全向面辐射方向图的不圆度。串联馈电全向天线中 天线单元除了起到辐射器的作用外，同时兼有传输线的作用，它不需要额外的馈电网络，全向面辐射方向图的不圆度一般比较好，但阻抗匹配带宽较窄。矩形环缝全向天线(CN201020241150.9)公开了一种采用印制板工艺的的矩形环缝全向天线，由于印制板两侧的不对称性，会造成全向面的辐射方向图不对称和不圆度的增加。COCO天线(同轴共线天线)是一种经典的串联馈电高增益全向天线，它采用多节交替馈电的同轴线进行纵向组阵，具有良好的全向辐射特性，目前仍获得广泛的应用。但是，它存在装配过程繁琐、一致性差、可靠性低等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种全向辐射特性良好、装配过程简单，工艺实现一致性好、可靠性高的串联馈电高增益全向天线。本专利技术的技术方案是一种高增益全向天线，包括上层微波介质基片和下层微波介质基片，所述微波介质基片上印刷有多节交替馈电的带状线；每节带状线由上层金属接地板、下层金属接地板和金属导带组成；在上层微波介质基片的上表面印制上层金属接地板；在下层微波介质基片的下表面印制下层金属接地板；金属导带位于上层微波介质基片和下层微波介质基片之间；金属导带比金属接地板长，并延伸至与之相邻的微带线的金属接地板；通过金属化过孔将相邻两节带状线的金属导带与金属接地板交替相连。本专利技术采用串联馈电方式，每节带状线既是天线辐射单元，同时兼有传输线的作用。最后一节带状线的长度约为介质中导波波长的四分之一，具有调节阻抗匹配的作用；除最后一节带状线外，其余带状线的长度约为介质中导波波长的二分之一。每节带状线的长度可以相同，也可以不相同，可通过对带状线长度的调整实现俯仰面方向图的控制；每节带状线的导带宽度可以相同，也可以不相同，可通过对导带宽度的调整实现阻抗匹配。带状线金属接地板的宽度约为导带宽度的3 5倍，以实现良好的全向辐射特性。本专利技术与现有技术相比的优点在于I、本专利技术的天线可以采用多层印制电路板工艺一次成型，增加了天线的一致性和稳定性；2、本专利技术的天线装配过程简单，可靠性高，便于进行批量生产；3、本专利技术采用多节交替馈电的微带线进行串联馈电，具有高增益和良好的全向辐射特性，可实现方位面辐射方向图的良好对称性，降低不圆度。附图说明图I为本专利技术天线的整体结构示意图，其中图Ia为俯视图，图Ib为正视图。 图2为本专利技术天线的印制电路板的版图，其中图2a为上层金属接地板层俯视图，图2b为中间导带层俯视图，图2c为下层金属接地板层俯视图。图3为本专利技术的天线辐射方向图示意图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的技术方案进行详细说明。如图1、2所示，本专利技术的高增益全向天线，包括微波介质基片I和多节微带线，其中微波介质基片I由上层微波介质基片la，和下层微波介质基片Ib组成；采用印制电路板工艺在微波介质基片I上印刷多节交替馈电的带状线。增加带状线的节数可增加天线增Mo每节带状线由上层金属接地板2a，下层金属接地板2b和夹在两层微波介质基片中间的金属导带3组成。上层金属接地板2a通过印制电路板工艺印刷在上层微波介质基片Ia上表面(如图2a所示)；下层金属接地板2b通过印制电路板工艺印刷在下层微波介质基片Ib下表面(如图2c所示)；金属导带3可印刷在上层微波介质基片2a下表面，也可印刷在下层微波介质基片2b上表面，或者在两层上均印刷(如图2b所示)。对于同一节带状线，其上层金属接地板2a和下层金属接地板2b的位置一一对应，其尺寸相同；金属导带3的长度比金属接地板2大，其宽度比金属接地板小；金属导带3延伸至与之相邻的带状线的金属接地板，采用金属化过孔4将相邻两节带状线的导带与金属接地板交替相连。如图2所示，相邻两节接地板的中心线不在同一条直线上；相邻两节金属导带的中心线也不在同一条直线上。中间间隔一节接地板的两节接地板的中心线在同一条直线上。中间间隔一节金属导带的两节金属导带的中心线在同一条直线上。将两层微波介质基片印刷完以后压在一起，然后通过金属化过孔将相应部位的金属进行电连接，实现带状线的交叉馈电。金属化过孔4位于两相邻带状线的交叉部位，将一节带状线的金属导带与相邻带状线的接地板连接起来。本专利技术采用串联馈电方式，每节带状线既是天线辐射单元，同时兼有传输线的作用。在天线使用时，需要将图I中的天线竖起来安装，第一节微带线与馈电部分相连；最后一节微带线5处于最上面，其长度约为介质中导波波长的四分之一，通过金属化过孔实现终端短路，具有调节阻抗匹配的作用。除最后一节带状线5外，其余带状线的长度约为介质中导波波长的二分之一。每节带状线的长度可以相同，也可以不相同，可通过对带状线长度的调整实现俯仰面方向图的控制；每节带状线的导带3宽度可以相同，也可以不相同，可通过对导带宽度的调整实现阻抗匹配。金属接地板2的宽度约为导带3宽度的3 5倍，以实现良好的全向辐射特性。金属接地板2的宽度不大于微波介质基片的宽度，可以根据所要达到的天线性能进行调节。图3为本专利技术实施例的天线辐射方向图示意图，该天线由八节带状线构成，其最大增益约为8dBi。从图中可以看出，方位面(AZ)全向，俯仰面(EL)呈8字形。通过对带状线长度的调整可实现俯仰面方向图的控制，便于实现下倾波束或上翘波束的设计；通过对微波介质基片厚度和金属接地板宽度的优化选择，可实现方位面辐射方向图的良好对称性，降低不圆度。本专利技术采用多层印制电路板工艺进行加工，通过金属化过孔进行交叉互联，装配 过程简单，一致性好，可靠性高，便于批量生产。本专利技术可实现良好的方位面全向辐射特性，便于进行俯仰面波束赋形，适用于地面或车载通信系统。本专利技术未详细阐述的部分属于本领域公知技术。权利要求1.一种高增益全向天线，其特征在于包括上层微波介质基片(Ia)和下层微波介质基片(Ib)，所述微波介质基片上印刷有多节交替馈电的带状线；每节带状线由上层金属接地板(2a)、下层金属接地板(2b)和金属导带(3)组成；在上层微波介质基片(Ia)的上表面印制上层金属接地板(2a);在下层微波介质基片(Ia)的下表面印制下层金属接地板(2b)；金属导带(3)位于上层微波介质基片(Ia)和下层微波介质基片(Ib)之间；金属导带比金属接地板长，并延伸至与之相邻的微带线的金属接地板；通过金属化过孔(4)将相邻两节带状线的金属导带与金属接地板交替相连。2.根据权利要求I所述的一种高增益全向天线，其特征在于最后一节带状线(5)的长度为介质中导波波长的四分之一。3.根据权利要求I所述的一种高增益全向天线，其特征在于除最后一节带状线(5)夕卜，其余带状线的长度为介质中导波波长的二分之一。4.根据权利要求I所述的一种高增益全向天线，其特征在于带状线金属接地板(2)的宽度约为导带(3)宽度的3 5倍。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高增益全向天线，其特征在于：包括上层微波介质基片(1a)和下层微波介质基片(1b)，所述微波介质基片上印刷有多节交替馈电的带状线；每节带状线由上层金属接地板(2a)、下层金属接地板(2b)和金属导带(3)组成；在上层微波介质基片(1a)的上表面印制上层金属接地板(2a)；在下层微波介质基片(1a)的下表面印制下层金属接地板(2b)；金属导带(3)位于上层微波介质基片(1a)和下层微波介质基片(1b)之间；金属导带比金属接地板长，并延伸至与之相邻的微带线的金属接地板；通过金属化过孔(4)将相邻两节带状线的金属导带与金属接地板交替相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王国龙，李新华，董涛，尹建勇，葛琳，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：