WiMAX高增益陣列天線的製作方法

2023-07-30 19:24:56 1

專利名稱：WiMAX高增益陣列天線的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及天線，尤其涉及一種WiMAX高增益陣列天線。
背景技術：
寬帶化、移動化成為未來通信技術的發展趨勢。寬帶無線接入技術中，WiMAX技術 因其速率高、覆蓋廣、成本低而成為全球通信業界關注的熱點。WiMAX是繼乙太網之後，網絡 技術發展的裡程碑，它將創造出一個更龐大、無處不在的寬帶信息網絡，並且更加有力地促 進信息經濟的發展。同時，WiMAX本身就是一個潛力無限的市場，未來十年內，全球各地對 WiMAX設備的需求量極其驚人。天線作為WiMAX通信網絡的一個重要設備，其性能的好壞將直接影響WiMAX技術 的研究與應用。微帶天線因其具有重量輕、體積小、製作簡單、易共形和成本低等特性而在 WiMAX通信網絡備受關注。但是由於微帶天線單元的自身特性，增益受到限制，故常採用由 微帶貼片單元組成的微帶陣列天線來獲得更大的增益或實現特定的方向性。隨著陣列天線 的不斷研究推廣，適用於不同通信網絡的高增益陣列天線的高效性設計與製作逐漸成為一 種挑戰。目前市場上WiMAX通信網絡中的微帶天線一般是將圓形或矩形貼片開槽來提高 定向性，但是增益仍較低，損耗大。因此迫切需要一種高增益、低損耗的陣列天線來滿足 WiMAX通信網絡的要求。
發明內容本實用新型的目的是為了克服現有技術在WiMAX通信網絡的不足，提供一種 WiMAX高增益陣列天線。為了達到上述目的，本實用新型的技術方案如下WiMAX高增益陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、第一饋電點、 第一輻射層、第二輻射層、第二饋電點；兩個輻射單元通過阻抗網絡變換單元連接組成第一 級陣列，4個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元連接組成第二級陣列，4個第二級陣列通過 阻抗變換網絡單元連接組成輻射層，其阻抗變換網絡單元中心點作為饋電點，一輻射層貼 置於微帶基板的一側，構成第一輻射層，其饋電點為第一饋電點，另一輻射層倒置貼置於微 帶基板的另一側，構成第二輻射層，其饋電點為第二饋電點。所述的微帶基板採用的材料為Teflon。所述的輻射單元採用的材料為鋁。所述的 第一饋電點和第二饋電點採用同軸線饋電。本實用新型具有高增益，低損耗，低成本，結構簡單，輻射性能好，滿足3. 5GHz頻 段WiMAX通信網絡的要求。

圖1是WiMAX高增益陣列天線的結構主視圖；[0011]圖2是WiMAX高增益陣列天線的結構後視圖；圖3是WiMAX高增益陣列天線的駐波比曲線圖；圖4是WiMAX高增益陣列天線E面的輻射方向圖；圖5是WiMAX高增益陣列天線H面的輻射方向圖。
具體實施方式
如圖1、2所示，WiMAX高增益陣列天線包括微帶基板1、阻抗變換網絡單元2、輻射 單元3、第一饋電點4、第一輻射層5、第二輻射層6、第二饋電點7 ；兩個輻射單元3通過阻 抗網絡變換單元2連接組成第一級陣列，4個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元2連接組成 第二級陣列，4個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元2連接組成輻射層，其阻抗變換網絡單 元2中心點作為饋電點，一輻射層貼置於微帶基板1的一側，構成第一輻射層5，其饋電點為 第一饋電點4，另一輻射層倒置貼置於微帶基板1的另一側，構成第二輻射層6，其饋電點為 第二饋電點7。所述的微帶基板1採用的材料為Teflon。所述的輻射單元3採用的材料為鋁。所 述的第一饋電點4和第二饋電點7採用同軸線饋電。實施例1:WiMAX高增益陣列天線選擇介電常數為2. 65的Teflon材料作為微帶基板，厚度為1mm。輻射單元為矩形， 長度為18mm，寬度為12mm。第一級陣列採用單支節匹配，阻抗網絡變換單元寬度為1.4mm。 第二級陣列天線的阻抗網絡變換單元採用雙節匹配，寬度為2. 8mm和1. 5mm。輻射層的阻抗 網絡變換單元採用三節匹配，寬度分別為4. Omm, 3. 2mm和1. 6mm。第一輻射層和第二輻射層 的厚度均為0.08mm。第一饋電點和第二饋電點採用同軸線連接，特性阻抗為50 Ω。WiMAX 高增益陣列天線採用32個輻射單元，WiMAX高增益陣列天線尺寸為ISOmmX 180mm。採用 R3767CH網絡分析儀對高增益微帶陣列天線的駐波比曲線和增益等輻射特性進行了測量， 所得的WiMAX高增益陣列天線的駐波比曲線圖如圖3。由圖3可見，WiMAX高增益陣列天線 在3. 34 3. 63GHz範圍內駐波比小於1.5，適用於WiMAX 3. 5GHz工作頻段。WiMAX高增益 陣列天線的E面輻射方向圖如圖4，天線的主瓣增益達18. 71dBi，-3dB波束寬度為20. 5°。 WiMAX高增益陣列天線的H面輻射方向圖如圖5，主瓣增益達18. 72dBi, _3dB波束寬度為 21. 3°。
權利要求一種WiMAX高增益陣列天線，其特徵在於包括微帶基板(1)、阻抗變換網絡單元(2)、輻射單元(3)、第一饋電點(4)、第一輻射層(5)、第二輻射層(6)、第二饋電點(7)；兩個輻射單元(3)通過阻抗網絡變換單元(2)連接組成第一級陣列，4個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元(2)連接組成第二級陣列，4個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元(2)連接組成輻射層，其阻抗變換網絡單元(2)中心點作為饋電點，一輻射層貼置於微帶基板(1)的一側，構成第一輻射層(5)，其饋電點為第一饋電點(4)，另一輻射層倒置貼置於微帶基板(1)的另一側，構成第二輻射層(6)，其饋電點為第二饋電點(7)。
2.如權利要求1所述的一種WiMAX高增益陣列天線，其特徵在於所述的微帶基板(1) 採用的材料為Teflon。
3.如權利要求1所述的一種WiMAX高增益陣列天線，其特徵在於所述的輻射單元(3) 採用的材料為鋁。
4.如權利要求1所述的一種WiMAX高增益陣列天線，其特徵在於所述的第一饋電點 (4)和第二饋電點(7)採用同軸線饋電。
專利摘要本實用新型公開了一種WiMAX高增益陣列天線。它包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、饋電點、輻射層等；兩個輻射單元通過阻抗網絡變換單元連接組成第一級陣列，4個第一級陣列通過阻抗變換網絡單元連接組成第二級陣列，4個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元連接組成輻射層，其阻抗變換網絡單元中心點作為饋電點，一輻射層貼置於微帶基板的一側，構成第一輻射層，其饋電點為第一饋電點，另一輻射層倒置貼置於微帶基板的另一側，構成第二輻射層，其饋電點為第二饋電點。本實用新型具有高增益，低損耗，低成本，結構簡單，輻射性能好，滿足3.5GHz頻段WiMAX通信網絡的要求。
文檔編號H01Q13/08GK201655971SQ20102015498
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月9日 優先權日2010年4月9日
發明者李九生, 梁林高, 趙曉麗, 鍾小強 申請人:海寧勝百信息科技有限公司