一種磁偶極子的八木天線的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及天線設(shè)計(jì)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種磁偶極子的八木天線。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的電偶極子八木天線陣列實(shí)現(xiàn)與天線所在平面平行的極化特性，如果要提供垂直極化，天線需要與地板垂直，占用很大的天線高度，嚴(yán)重的影響天線的美觀性以及隱蔽。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)所述的至少一種缺陷(不足)，提供一種磁偶極子的八木天線。本天線利用磁偶極子輻射單元構(gòu)造八木天線，具有低剖面、頻帶寬、指向性好的特性。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
一種磁偶極子的八木天線，其特征在于:包括印刷在介質(zhì)板上的四個并排且平行的金屬貼片福射單元，依次為反射親合單元，激勵單元，第一引向親合單元，第二引向親合單元，相鄰金屬貼片輻射單元留有間隔；
所述激勵單元包括上、下矩形金屬貼片和短路釘組；上、下矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且短路釘組將上、下矩形金屬貼片連通；
所述反射耦合單元、第一引向耦合單元和第二引向耦合單元分別包括第一、二矩形金屬貼片和第三短路釘組，第一、二矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且第三短路釘組將第一、二矩形金屬貼片連通。
[0005]上述相鄰金屬貼片輻射單元留有的間隔是根據(jù)天線的定向輻射效果而定。上述介質(zhì)板是長方體結(jié)構(gòu)，介電常數(shù)為2.55的印刷電路板。引向耦合單元的作用是引導(dǎo)天線的輻射方向，并且增大天線在該方向上的增益。理論上，引向耦合單元越多，八木天線的輻射指向性越明顯，增益也將越大。反射耦合單元的功能是將后向的能量向前方反射。
[0006]更進(jìn)一步的，所述激勵單元中的短路釘組包括第一、二短路釘組，其中第一短路釘組由多個短路釘呈直線排列，且該直線排列的第一短路釘組與并排且平行的各金屬貼片輻射單元平行；
所述第二短路釘組由多個短路釘呈直線排列，該短路釘組與第一短路釘組垂直，形成一個T字形結(jié)構(gòu)。
[0007]上下兩個矩形金屬貼片之間的與第一短路釘組平行的兩個縫隙形成磁偶極子，并產(chǎn)生不同的諧振頻率，擴(kuò)展帶寬。
[0008]更進(jìn)一步的，所述上、下矩形金屬貼片的形狀相同且位置上下對稱；所述第一、二矩形金屬貼片的形狀相同且位置上下對稱。
[0009]更進(jìn)一步的，所述第三短路釘組與激勵單元中的第一短路釘組平行。
[0010]更進(jìn)一步的，所述激勵單元通過一個同軸接頭饋電，其中同軸接頭的中心饋針與上矩形金屬貼片相連，同軸接頭的外導(dǎo)體與下矩形金屬貼片相連。
[0011]在實(shí)際制作過程中，上述四個金屬貼片輻射單元，其中的矩形金屬貼片尺寸大小，是根據(jù)不同單元實(shí)現(xiàn)的功能和磁偶極子八木天線的性能及匹配要求確定。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有以下有益效果:磁偶極子天線是利用兩個金屬貼片之間的縫隙，形成磁流，產(chǎn)生和電偶極子輻射分布相同但是極化正交的輻射特性。本發(fā)明利用磁偶極子輻射單元構(gòu)造八木天線，具有低剖面、頻帶寬、指向性好的特性。最重要的，是天線能夠?qū)崿F(xiàn)與天線所在平面垂直的極化特性。當(dāng)天線要提供垂直極化特性時，天線處于平放狀態(tài)，具有非常低的應(yīng)用高度，能夠提高天線的美觀性和隱蔽性。本發(fā)明通過對磁偶極子天線與八木天線各自的優(yōu)勢融合，改善了天線的有效帶寬，實(shí)現(xiàn)了低剖面的平面結(jié)構(gòu)的指向性垂直極化輻射，并在一定程度上提高了天線的增益。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明在一個實(shí)施實(shí)例中的平面俯視示意圖。
[0014]圖2為本發(fā)明在一個實(shí)施實(shí)例中的正面立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖3為本發(fā)明在一個實(shí)施實(shí)例中的一個金屬貼片輻射單元的正面立體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4為本發(fā)明在一個實(shí)施實(shí)例中的回波損耗示意圖。
[0017]圖5為本發(fā)明在一個實(shí)施實(shí)例中的天線輻射增益方向圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本發(fā)明的限制；為了更好說明本實(shí)施例，附圖某些部件會有省略、放大或縮小，并不代表實(shí)際產(chǎn)品的尺寸；
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，附圖中某些公知結(jié)構(gòu)及其說明可能省略是可以理解的。下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。
實(shí)施例
[0019]如圖1、2所示，一種磁偶極子的八木天線包括四個相似的金屬貼片輻射單元，具體包括一個激勵單元和三個耦合單元；分別為反射耦合單元101，激勵單元102，第一引向親合單元103，第二引向親合單元104。
[0020]四個金屬貼片福射單元印刷在3mm厚度的介質(zhì)板201上，各金屬貼片福射單元平行設(shè)置在介質(zhì)板上且相鄰金屬貼片輻射單元留有間隔，其排序依次為反射耦合單元101，激勵單元102，第一引向親合單元103，第二引向親合單元104。
[0021]上述激勵單元102包含上、下矩形金屬貼片202和203，第一、二短路釘組204和205。其中，上、下金屬貼片202和203為矩形貼片，大小、形狀相同，位于介質(zhì)板201的兩面，
位置上下對稱。
[0022]第一短路釘組204由按直線排列的多個的短路釘組成，且第一短路釘組204與各金屬貼片輻射單元平行方向垂直。第一短路釘組204將上、下矩形金屬貼片202與203上下連通。兩個金屬貼片202和203之間的與短路釘組204平行的兩個縫隙形成磁偶極子，并產(chǎn)生不同的諧振頻率，擴(kuò)展帶寬。
[0023]第二短路釘組205，為按直線排列的多個短路釘組成，排列方式與第一短路釘組204垂直，形成一個T字形結(jié)構(gòu)。
[0024]如圖2所示，各耦合單元分別包括第一、二矩形金屬貼片207、208以及第三短路釘組209。第一、二矩形金屬貼片207與208大小、形狀相同，位于介質(zhì)板201的上下兩面，位置上下對稱。
[0025]第三短路釘組209為按直線排列的多個的短路釘組成，且與第一短路釘組204平行。第三短路釘組209將第一、二矩形金屬貼片207與208上下連通。通過調(diào)節(jié)第一、二短路釘組204、205的相對位置，改善了天線阻抗匹配與增強(qiáng)了天線輻射的指向性。第二短路釘組205抑制了天線的后向輻射。
[0026]四個金屬貼片輻射單元平行放置，且與第一短路釘組204平行。調(diào)節(jié)反射耦合單元101與激勵單元102的間距以及反射耦合單元中的矩形金屬貼片尺寸大小，將后向能量向引向耦合單元方向反射。而激勵單元102與兩個引向耦合單元的距離影響了天線的在引向單元方向的增益大小。其中反射單元101、第一引向親合單元103與激勵單元102間距分別約為11.5mm和17.5mm，兩個引向單元間距約為9mm。
[0027]激勵單元101通過一個同軸接頭206饋電，其中同軸接頭206的中心饋針與上金屬貼片202相連，同軸接頭的外導(dǎo)體與下金屬貼片203相連。
[0028]圖4為天線的回波損耗示意圖，由圖可知，天線的中心頻率約為5.13GHZ。小于-1OdB的頻率范圍約為4.94GHZ-5.18GHZ。
[0029]圖5為天線輻射增益方向圖，利用八木天線的端射作用，天線所在平面形成定向輻射的特性，此外，利用磁偶極子與電單極子正交的輻射特性，天線在所在平面上形成垂直極化輻射，垂直極化方向上的增益比水平極化方向上的增益大于20dB，使得天線能實(shí)現(xiàn)良好的垂直極化且具有好的指向性。
[0030]顯然，本發(fā)明的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本發(fā)明所作的舉例，而并非是對本發(fā)明的實(shí)施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種磁偶極子的八木天線，其特征在于:包括印刷在介質(zhì)板上的四個并排且平行的金屬貼片輻射單元，依次為反射耦合單元，激勵單元，第一引向耦合單元，第二引向耦合單元，相鄰金屬貼片輻射單元留有間隔； 所述激勵單元包括上、下矩形金屬貼片和短路釘組；上、下矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且短路釘組將上、下矩形金屬貼片連通； 所述反射耦合單元、第一引向耦合單元和第二引向耦合單元分別包括第一、二矩形金屬貼片和第三短路釘組，第一、二矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且第三短路釘組將第一、二矩形金屬貼片連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偶極子的八木天線，其特征在于:所述激勵單元中的短路釘組包括第一、二短路釘組，其中第一短路釘組由多個短路釘呈直線排列，且該直線排列的第一短路釘組與并排且平行的各金屬貼片輻射單元平行； 所述第二短路釘組由多個短路釘呈直線排列，該短路釘組與第一短路釘組垂直，形成一個T字形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁偶極子的八木天線，其特征在于:所述上、下矩形金屬貼片的形狀相同且位置上下對稱。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偶極子的八木天線，其特征在于:所述第一、二矩形金屬貼片的形狀相同且位置上下對稱。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的磁偶極子的八木天線，其特征在于:所述第三短路釘組與激勵單元中的第一短路釘組平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁偶極子的八木天線，其特征在于:所述激勵單元通過一個同軸接頭饋電，其中同軸接頭的中心饋針與上矩形金屬貼片相連，同軸接頭的外導(dǎo)體與下矩形金屬貼片相連。
【專利摘要】本發(fā)明公開一種磁偶極子的八木天線，包括印刷在介質(zhì)板上的四個并排且平行的金屬貼片輻射單元，依次為反射耦合單元，激勵單元，第一引向耦合單元，第二引向耦合單元，相鄰金屬貼片輻射單元留有間隔；激勵單元包括上、下矩形金屬貼片和短路釘組；上、下矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且短路釘組將上、下矩形金屬貼片連通；反射耦合單元、第一引向耦合單元和第二引向耦合單元分別包括第一、二矩形金屬貼片和第三短路釘組，第一、二矩形金屬貼片分別位于介質(zhì)板的上、下表面，且第三短路釘組將第一、二矩形金屬貼片連通。本發(fā)明利用磁偶極子輻射單元構(gòu)造八木天線陣，具有低剖面、頻帶寬、指向性好的特性。
【IPC分類】H01Q1/50, H01Q19/30, H01Q19/10, H01Q1/38
【公開號】CN105186120
【申請?zhí)枴緾N201510506488
【發(fā)明人】梁琪, 梁志禧, 龍?jiān)屏? 李元新
【申請人】廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國際聯(lián)合研究院, 中山大學(xué)
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月18日