本發(fā)明涉及一種微波通信器件，尤其涉及一種平頂輻射準(zhǔn)八木天線。

背景技術(shù)：

1、準(zhǔn)八木天線通常沿天線軸線方向輻射，具有結(jié)構(gòu)簡單、平面化、成本低以及易于與射頻電路集成的優(yōu)點。傳統(tǒng)準(zhǔn)八木天線的輻射形態(tài)為尖頂輻射，即增益在軸向最大，在偏離軸向方向時減小，所以在主波束范圍內(nèi)增益是不均勻的，其波束寬度統(tǒng)計方式為3db波束寬度。平頂輻射準(zhǔn)八木天線輻射時，通常采用1db波束寬度作為計量方法，即存在一個穩(wěn)定增益的波束范圍，并且在1db波束寬度之外增益快速衰落。因此，平頂輻射準(zhǔn)八木天線更適用于需要穩(wěn)定均勻信號的電子收費、無線電力傳輸?shù)认到y(tǒng)，同時也適用于相鄰設(shè)備干擾要求高的系統(tǒng)。

2、現(xiàn)有的準(zhǔn)八木天線都為尖頂單波束輻射，目前并沒有平頂輻射的準(zhǔn)八木天線，僅有一種基于偶極子的平頂輻射全向天線。該偶極子平頂輻射全向天線利用折疊的七階諧波諧振耦極子實現(xiàn)，通過調(diào)控壓縮系數(shù)調(diào)整平頂效果，實現(xiàn)平頂輻射的全向天線，具有結(jié)構(gòu)簡單、低損耗等優(yōu)點，但是存在尺寸大、平頂范圍內(nèi)增益波動大、非端射天線等問題。因此有必要提出一種基于偶極子的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，不但能夠?qū)崿F(xiàn)平頂端向輻射，并且兼顧平頂輻射的增益波動、尺寸、以及簡單結(jié)構(gòu)及低損耗等特點。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：針對上述現(xiàn)有技術(shù)，提出一種基于偶極子模式疊加的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，用于實現(xiàn)平頂端向輻射，并且能兼顧低增益波動、小尺寸、結(jié)構(gòu)簡單以及低損耗。

2、技術(shù)方案：一種基于偶極子模式疊加的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，整體結(jié)構(gòu)左右對稱，包括：介質(zhì)基板，位于所述介質(zhì)基板上表面的長偶極子、短偶極子、共面耦合線、平行金屬條帶，位于所述介質(zhì)基板下表面的矩形金屬地；長偶極子位于短偶極子前方，兩者相互平行；所述短偶極子、共面耦合線、平行金屬條帶依次連接；所述平行金屬條帶、介質(zhì)基板以及矩形金屬地組成耦合微帶線。

3、進(jìn)一步的，長偶極子與短偶極子之間的間隙在0.08λ0~0.12λ0之間，所述長偶極子的長度1.33λ0~1.37λ0之間，所述短偶極子的長度在0.38λ0~0.42λ0之間，λ0為中心頻率所對應(yīng)的空氣波長。

4、進(jìn)一步的，所述共面耦合線長度在0.10λ0~0.14λ0之間。

5、進(jìn)一步的，所述矩形金屬地的上下邊與所述平行金屬條帶的上下端平齊。

6、有益效果：現(xiàn)有的準(zhǔn)八木天線沒有實現(xiàn)平頂端向輻射，并且偶極子平頂輻射全向天線存在平頂范圍內(nèi)增益波動大、非端向輻射、尺寸大的問題。本發(fā)明將工作于三半波電流分布模式的長偶極子、工作于半波電流分布模式的短偶極子及矩形金屬地在結(jié)構(gòu)軸向方向上依次排列，利用長、短偶極子之間的間隙控制兩者的幅度比，進(jìn)而影響兩個模式在 e面遠(yuǎn)場區(qū)域交疊，產(chǎn)生增益波動較低的平頂端向輻射效果，并且具有小尺寸、簡單結(jié)構(gòu)以及低損耗的特點。

7、具體的，長偶極子的電長度在1.33λ0~1.37λ0之間，呈現(xiàn)周期反相的三半波電流分布模式，當(dāng)與短偶極子的間隙在0.08λ0~0.12λ0之間時，能夠獲得恰當(dāng)?shù)哪Ｊ诫娏鞣龋M(jìn)而與短偶子的半波模式形成 e面遠(yuǎn)場疊加，實現(xiàn)平頂輻射方向圖。

技術(shù)特征：

1.一種基于偶極子模式疊加的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，其特征在于，整體結(jié)構(gòu)左右對稱，包括：介質(zhì)基板（201），位于所述介質(zhì)基板（201）上表面的長偶極子（101）、短偶極子（102）、共面耦合線（103）、平行金屬條帶（104），位于所述介質(zhì)基板（201）下表面的矩形金屬地（301）；長偶極子（101）位于短偶極子（102）前方，兩者相互平行；所述短偶極子（102）、共面耦合線（103）、平行金屬條帶（104）依次連接；所述平行金屬條帶（104）、介質(zhì)基板（201）以及矩形金屬地（301）組成耦合微帶線。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，其特征在于，長偶極子（101）與短偶極子（102）之間的間隙在0.08λ0~0.12λ0之間，所述長偶極子（101）的長度1.33λ0~1.37λ0之間，所述短偶極子（102）的長度在0.38λ0~0.42λ0之間，λ0為中心頻率所對應(yīng)的空氣波長。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，其特征在于，所述共面耦合線（103）長度在0.10λ0~0.14λ0之間。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，其特征在于，所述矩形金屬地（301）的上下邊與所述平行金屬條帶（104）的上下端平齊。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于偶極子模式疊加的平頂輻射準(zhǔn)八木天線，整體結(jié)構(gòu)左右對稱，包括介質(zhì)基板，位于介質(zhì)基板上表面的長偶極子、短偶極子、共面耦合線、平行金屬條帶，位于介質(zhì)基板下表面的矩形金屬地。長偶極子位于短偶極子前方，兩者相互平行；短偶極子、共面耦合線、平行金屬條帶依次連接；平行金屬條帶、介質(zhì)基板以及矩形金屬地組成耦合微帶線。本發(fā)明將工作于三半波電流分布模式的長偶極子、工作于半波電流分布模式的短偶極子及矩形金屬地在結(jié)構(gòu)軸向方向上依次排列，利用長、短偶極子之間的間隙控制兩者的幅度比，進(jìn)而影響兩個模式在E面遠(yuǎn)場區(qū)域交疊，產(chǎn)生增益波動較低的平頂端向輻射效果，并且具有小尺寸、簡單結(jié)構(gòu)以及低損耗的特點。

技術(shù)研發(fā)人員：施金,周子凌,徐冉昊,徐凱,姜芮芮,張凌燕,郁梅
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南通大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9