蝶形振子陣列天線的製作方法

2023-12-04 03:44:36 1

專利名稱：蝶形振子陣列天線的製作方法
技術領域：
本發明涉及天線，尤其涉及一種蝶形振子陣列天線。
背景技術：
由於具有結構剖面低、體積小、重量輕、成本低、容易進行微波集成和極化分集、合 理形成各種形狀的共形天線等優點，微帶天線在近十幾年來成為天線研究領域裡最新穎、 時髦的課題.並在目前研究最熱門的Wi-Fi/WiMAX通信網絡中得到了廣泛應用。但微帶天 線也存在著一些急需解決的問題頻帶窄、損耗大、功率容量小、效率低等。通常採用由微帶 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。陣列天線可以實現單個天線所無法實現的複雜功能，具有更大的靈活性、更高的 信號容量，能顯著提高系統的性能。目前國內的天線市場一半以上為歐美、日本等的商家所 佔據，而國內自主研製的天線的市場佔有率僅為35%左右。目前國內具備開發和研製陣列 天線的商家有深圳冠辰科技，西安海天，佛山市健博通電訊等。他們生產銷售的陣列天線頻 段範圍都在5. 15 5. 85GHz之間，目前國內銷售的5. 8GHz陣列天線最高增益在23dBi，， 其頻帶寬度、定向性和輻射效率等性能相對國外來講還有較大的差距，成為限制了 Wi-Fi/ WiMAX通信系統陣列天線的國內市場份額的主要因素。因此迫切需要研究出一種寬頻帶、高 增益、低損耗的陣列天線來滿足Wi-Fi/WiMAX通信系統的要求。

發明內容
本發明的目的是為了克服現有技術在Wi-Fi/WiMAX通信網絡中寬帶窄、損耗大， 增益低的不足，提供一種蝶形振子陣列天線。為了達到上述目的，本發明的技術方案如下蝶形振子陣列天線包括微帶基板、阻抗變換網絡單元、輻射單元、饋電點、輻射層； 三個輻射單元通過阻抗變換網絡單元連接組成第一級陣列，四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，兩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，輻射層貼置於微帶基板上。所述的輻射單元的形狀為蝶形。所述的第一級陣列的相鄰輻射單元的夾角為120 度。本發明具有頻帶寬，增益高，損耗低，成本低，輻射特性好，結構簡單，易於製作，滿 足Wi-Fi/WiMAX通信網絡的要求。


圖1是蝶形振子陣列天線的結構示意圖；圖2是蝶形振子陣列天線的駐波比曲線圖；圖3是蝶形振子陣列天線E面的輻射方向圖；圖4是蝶形振子陣列天線H面的輻射方向圖5是蝶形振子陣列天線的增益曲線圖。
具體實施例方式如圖1所示，蝶形振子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、 饋電點4、輻射層5 ；三個輻射單元3通過阻抗變換網絡單元2連接組成第一級陣列，四個第 一級陣列通過阻抗變換網絡單元2連接組成第二級陣列，兩個第二級陣列通過阻抗變換網 絡單元2連接組成輻射層5，其阻抗變換網絡單元2中心點作為饋電點4，輻射層5貼置於 微帶基板1上。所述的輻射單元3的形狀為蝶形。所述的第一級陣列的相鄰輻射單元3的夾角為 120 度。實施例1蝶形振子陣列天線微帶基板的厚度為1. 2mm，介電常數為3. 2。輻射單元為蝶形，相鄰輻射單元之間的間距為半個工作波長。第一級陣列的阻抗網絡變換單元相互之間的夾角為120度，其寬 度為1. 4mm。第二級陣列的阻抗網絡變換單元採用三支節匹配，寬度分別為3. 2mm, 2. 6mm, 1. 2mm。輻射層的阻抗網絡變換單元採用四支節匹配，寬度分別為2. 7mm, 3. 3mm, 1. 8mm, 1.5mm。輻射層的厚度為0.08mm。饋電點採用同軸線饋電，特性阻抗50 Ω。蝶形振子陣列 天線採用24個輻射單元，蝶形振子陣列天線的尺寸為160mmX75mm。採用R3767CH網絡分 析儀對蝶形振子陣列天線的駐波比曲線和增益等輻射特性進行了測量，所得的蝶形振子陣 列天線的駐波比曲線圖如圖2。由圖2可見，蝶形振子陣列天線在4. 56 6. 42GHz範圍內 駐波比小於1. 5，相對帶寬為33. 88%，適用於WiMAX通信系統中5. OGHz,5. 2GHz及Wi-Fi 通信網絡中5. 8GHz三個工作頻段。蝶形振子陣列天線的E面輻射方向圖如圖3，-3dB波束 寬度為9.6°。蝶形振子陣列天線的H面輻射方向圖如圖4，-3dB波束寬度為9. 3°。蝶形 振子陣列天線的增益曲線圖如圖5，最大增益為29. 71dBi。
權利要求
一種蝶形振子陣列天線，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)、饋電點(4)、輻射層(5)；三個輻射單元(3)通過阻抗變換網絡單元(2)連接組成第一級陣列，四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，兩個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元(2)連接組成輻射層(5)，其阻抗變換網絡單元(2)中心點作為饋電點(4)，輻射層(5)貼置於微帶基板(1)上。
2.如權利要求1所述的一種蝶形振子陣列天線，其特徵在於所述的輻射單元(3)的形 狀為蝶形。
3.如權利要求1所述的一種蝶形振子陣列天線，其特徵在於，所述的第一級陣列的相 鄰輻射單元(3)的夾角為120度。
全文摘要
本發明公開了一種蝶形振子陣列天線。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；輻射單元形狀為蝶形，三個輻射單元通過阻抗變換網絡單元連接組成第一級陣列，四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，兩個第二級陣列通過阻抗變換網絡單元連接組成輻射層，阻抗變換網絡單元中心點作為饋電點，輻射層貼置於微帶基板的一側。本發明具有頻帶寬，增益高，損耗低，成本低，輻射特性好，結構簡單，易於製作，滿足Wi-Fi/WiMAX通信網絡的要求。
文檔編號H01Q21/00GK101800362SQ20101014369
公開日2010年8月11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