本發(fā)明涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種彎折天線陣列及其布置方法。

背景技術(shù)：

天線作為一種用來發(fā)射或接收無線電波的部件，在無線通信系統(tǒng)中起到了舉足輕重的作用，是無線通信系統(tǒng)中不可缺少的組成部分。隨著高頻衛(wèi)星通信系統(tǒng)、雷達(dá)、無線通信系統(tǒng)，尤其是全球3G和4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的飛速發(fā)展，產(chǎn)品對天線的要求也越來越高。一方面，需要使天線能夠?qū)ξ⑷跣盘柮舾校邮蘸苓h(yuǎn)很弱的信號，發(fā)射微弱的信號到很遠(yuǎn)的距離。同時又希望天線覆蓋面積大，甚至要求360°無死角。正是由于這樣的需求，各類天線陣列被提出并得到蓬勃發(fā)展。

天線陣列品種樣式繁多，但是主要的共同點就是組合復(fù)雜，擺陣的陣勢要求嚴(yán)格，阻抗鏈接也是要求精準(zhǔn)。大部分天線陣列是增加整體的增益，但是其方向性受傷嚴(yán)重。因此天線陣列在很多區(qū)域都是不得已而用之。而一般的單個天線，款式雖然多樣，但是能效總是有限的。要么其增益很小，其收發(fā)能力都是很有限度的；要么是方向性很窄，輻射覆蓋范圍很小。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明提供了一種彎折天線陣列及其布置方法，兼具高增益和較強(qiáng)的方向性，組合方式簡單實用，兼容性好。

為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用了如下的技術(shù)方案：

一種彎折天線陣列，包括基板和所述基板上設(shè)置的多個分別獨立饋電、相同的單元天線，多個單元天線包括一個中心天線和與所述中心天線共線且對稱設(shè)于所述中心天線兩側(cè)的一排外圍天線；所述基板為柔性的，且以所述中心天線為中心朝背面彎曲，使外圍天線對稱位于所述基板曲面的兩側(cè)。

作為其中一種實施方式，所述中心天線與臨近的所述外圍天線之間的間距、相鄰的兩個所述外圍天線之間的間距均為天線陣列的工作頻率波長的1/4。

作為其中一種實施方式，多個單元天線還包括多排平行設(shè)置的所述外圍天線，每排所述外圍天線以所述中心天線為中心陣列設(shè)置中部設(shè)有一個所述中心天線，且每排所述外圍天線中，相鄰的兩個所述外圍天線之間的間距一致。

作為其中一種實施方式，相鄰的兩排所述外圍天線之間的間距為天線陣列的工作頻率波長的1/4。

作為其中一種實施方式，所述基板上陣列地設(shè)置有分別供對應(yīng)的所述單元天線插入的天線安裝位，每個所述天線安裝位分別接饋電源。

作為其中一種實施方式，所述單元天線為高增益棒狀天線。

作為其中一種實施方式，所述單元天線為彈簧型金屬天線。

作為其中一種實施方式，所述單元天線為陶瓷介質(zhì)棒狀天線。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種所述的彎折天線陣列的布置方法，包括：

提供一基板；

在所述基板上布置中心天線；

在所述中心天線的外圍陣列布置外圍天線；

以所述中心天線為中心，將所述基板彎曲成預(yù)定曲率。

作為其中一種實施方式，所述的彎折天線陣列的布置方法還包括：調(diào)整所述基板曲面的兩側(cè)的外圍天線的數(shù)量或調(diào)整所述基板的曲率。

本發(fā)明通過使用彎折基板的方法來調(diào)節(jié)天線陣列的方向圖，天線陣列的制作和使用方法簡單，通過使用若干個相同的高增益棒狀天線等增益高而方向性強(qiáng)的天線作為單元天線，組合后的單元天線性能基本不會改變，組合后相當(dāng)于若干個天線的增益不變而方向性水平疊加后隨基板彎折變化的效果；每個單元天線被配置為獨立饋電，饋電之后可通過后端電路再做匹配整合，降低了天線間的阻抗匹配難度和精準(zhǔn)度。另外，還可根據(jù)實際要求增減單元天線的數(shù)目以達(dá)到通信需求，實用性強(qiáng)。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的一種天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為圖1的天線陣列的基板彎曲前的方向性示意圖。

圖3為圖1的天線陣列的基板彎曲后的方向性示意圖。

圖4為本發(fā)明實施例的另一種天線陣列的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為圖4的天線陣列的基板彎曲后的方向性示意圖。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

參閱圖1～圖3，本發(fā)明實施例的彎折天線陣列包括基板10和基板10上設(shè)置的多個分別獨立饋電、相同的單元天線，多個單元天線包括一個中心天線21和與中心天線21共線且對稱設(shè)于中心天線21兩側(cè)的一排外圍天線22；基板10為柔性的，且以中心天線21為中心朝背面彎曲，使外圍天線22對稱位于基板10曲面的兩側(cè)。

中心天線21與臨近的外圍天線22之間的間距、相鄰的兩個外圍天線22之間的間距均為天線陣列的工作頻率波長L的1/4，即L/4，以更好地實現(xiàn)相鄰的兩個單元天線的疊加效果。

如圖1，為了更好地說明天線陣列方式，本實施例中，外圍天線22只有一排，且對稱設(shè)置在中心天線21兩側(cè)。在其他實施方式中，多個單元天線還包括多排外圍天線22，每排外圍天線22與以上描述的位于中心的該排外圍天線22平行，最終，所有的外圍天線22以中心天線21為中心陣列設(shè)置，且相鄰的兩個外圍天線22之間的間距一致。進(jìn)一步優(yōu)選相鄰的兩排外圍天線22之間的間距也是天線陣列的工作頻率波長的1/4。

天線的基板10為軟質(zhì)可彎曲材料，如PVC材質(zhì)的電路板或天線安裝基板。單元天線為高增益棒狀天線、彈簧型金屬天線或陶瓷介質(zhì)棒狀天線等增益高而方向性強(qiáng)的天線，組合后的單元天線性能基本不會改變(即使變化也可忽略)，組合后相當(dāng)于若干個天線的增益不變而方向性水平疊加后隨基板彎折變化的效果。每個單元天線獨立饋電，然后通過后端電路再做匹配整合，可以很好地降低天線間的阻抗匹配難度和精準(zhǔn)度。

如圖2所示，在未彎曲基板10前，并排設(shè)置的中心天線21、外圍天線22之間分別產(chǎn)生垂直于基板10的棒狀的輻射范圍；如圖3所示，當(dāng)基板10彎曲形成一定曲率后，固定好基板10以防止形變改變。中心天線21、外圍天線22形成的方向圖輻射范圍更廣，趨近1/4球狀。由于相鄰的兩個單元天線之間間距相等，相鄰兩個輻射范圍之間的夾角相同，輻射均勻。

為了提高天線陣列的易組合性能，基板10上陣列地設(shè)置有分別供對應(yīng)的單元天線插入的天線安裝位，如插槽，每個天線安裝位分別外接饋電源。將單元天線安裝到相應(yīng)的天線安裝位后，單元天線自然地與饋電源連接而加入到天線陣列中，拆裝過程也十分便利。

通過圖3可以看出，方向圖并不是理想的圓弧，相鄰的兩個單元天線的方向圖的重疊處呈凹陷狀，當(dāng)單元天線數(shù)量較少的時候，凹陷尤其明顯。單元天線對應(yīng)的方向圖因為基板的彎曲而發(fā)生改變，當(dāng)一條直線段上的單元天線數(shù)目增多時，其整體方向圖的圖形向圓球靠攏。而基板的彎曲角度隨單元天線數(shù)量和使用需求而定，需要輻射更廣的面，則彎曲程度就應(yīng)增大(即曲率半徑應(yīng)變小)；輻射范圍需要變小，則彎曲程度就應(yīng)減小(即曲率半徑應(yīng)增大)。如圖4和圖5所示，為在圖1～3所示的實施例的基礎(chǔ)上增加單元天線數(shù)量后的一種天線陣列及其方向圖，中心天線21與居中的、與中心天線21共線的一排外圍天線22所在的直線兩側(cè)對稱設(shè)置有若干排單元天線，每排單元天線與居中的一排外圍天線22平行，均包括中部的一個中心天線21和中心天線21兩側(cè)對稱設(shè)置的外圍天線22，每一排和每一列上，相鄰的中心天線21與中心天線21、中心天線21與外圍天線22、外圍天線22與外圍天線22間距均相等，優(yōu)選為L/4。最終，一列中心天線21位于基板10中部的彎折線上，外圍天線22以該彎折線為中心左右對稱(如圖4)?？梢钥闯?，在具有同等的輻射范圍的情況下，其凹陷處尺寸更小，方向圖更趨近1/4球狀。

本發(fā)明的另一目的在于提供一種的彎折天線陣列的布置方法，包括：

提供一基板10；

在基板10上布置中心天線21；

在中心天線21的外圍陣列布置外圍天線22；

以中心天線21為中心，將基板10彎曲成預(yù)定曲率。

其中，在布置不同的天線陣列時，還需要根據(jù)不同的輻射需求調(diào)整基板10曲面的兩側(cè)的外圍天線22的數(shù)量，并相應(yīng)調(diào)整基板10的曲率。

本發(fā)明通過使用彎折基板的方法來調(diào)節(jié)天線陣列的方向圖，天線陣列的制作和使用方法簡單，可以實現(xiàn)自由組合，基于可以隨意調(diào)節(jié)基板的彎曲程度，整個陣列的方向圖可以根據(jù)實時需求隨時調(diào)整，而且調(diào)整方法簡單易實現(xiàn)。通過使用若干個相同的高增益棒狀天線等增益高而方向性強(qiáng)的天線作為單元天線，組合后的單元天線性能基本不會改變，組合后相當(dāng)于若干個天線的增益不變而方向性水平疊加后隨基板彎折變化的效果；每個單元天線被配置為獨立饋電，饋電之后可通過后端電路再做匹配整合，降低了天線間的阻抗匹配難度和精準(zhǔn)度。另外，還可根據(jù)實際要求增減單元天線的數(shù)目以達(dá)到通信需求，實用性強(qiáng)。

以上所述僅是本申請的具體實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本申請的保護(hù)范圍。