[发明专利]一种水平全向平面印刷天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种水平全向平面印刷天线，属于无线电设备中的天线领域。

背景技术

天线作为无线电通讯的发射和接收设备，直接影响电波信号的质量，因而，天线在无 线电通讯中占有极其重要的地位。一个结构合理，性能优良的天线系统可以最大限度的降 低对整个无线系统的要求，从而节约系统成本，同时提高整个无线系统的性能。

随着现代无线通讯的发展，众多的基站天线需要同各个方向的通讯终端实现通讯，因 此要求基站天线能够实现水平面360度的发射或接收覆盖，即辐射方向图在水平面全向。 为满足各类无线通讯的实际应用，对水平全向基站天线不但要求具有良好的水平全向辐射 特性，还要求其具有重量轻、加工简便、成本低廉和容易大批量生产等优点。

为满足无线通讯对水平全向天线的需求，人们研制了多种类型的水平全向天线。如串 馈螺旋倒相振子天线。该天线由数个振子倒相串联而成，设计容易、结构简单、造价低、 但是由于移相线圈的电损耗较大，不容易实现高增益，天线的效率也较低；双锥天线，由 两个金属圆锥和一根同轴馈线组成，同轴线的内外导体分别接到双圆锥的两个顶点。此天 线工作频带宽，设计简单，但增益较低；同轴开槽天线，利用硬同轴线直接制作，基本原 理是采用同轴线从天线底部馈电，根据不同的工作频率，按照一定的间隔切去外导体，使 介质裸露，这样裸露介质部分的内导体形成辐射单元，等效于一个振子天线，其方向图在 水平面是全向的。此天线结构简单，增益较大，但是对加工精度有较高要求。

现有全向天线中，有相当一部分采用平面印刷结构，即直接将天线通过印刷技术制作 在印刷电路板(printed circuit board，PCB)上。由于采用印刷技术，该类天线具有重量轻、 加工精度高、成本低廉和容易批量生产的优点，在无线通讯应用中得到了广泛的应用。但 由于平面结构不具备轴对称性，因此难以实现好的全向辐射特性。此外，平面印刷天线属 于谐振天线，其工作频带通常较窄。

《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》1998年第46期上 论文“A back-to-back rectangular patch antenna feed by a CPW”介绍一种全向平面印刷天线， 该天线的结构简单，制作成本低，两个矩形微带贴片背对背分布在两块共地的基片上，采 用中间共面波导对矩形贴片馈电。在1.9GHz的工作频率上设计的该天线，不圆度小于3dB， 基本实现水平面上方向图全向，但工作频带较窄，只有1.7％，没有同时兼顾高增益和宽频 带的要求；《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION》2004年第 52期上论文“Omni-directional planar dipole array antenna”介绍了另一种平面印刷天线，四组 印刷偶极振子分两对背对背的分布在基片上。与上一篇文章不同的是，这两对偶极振子的 朝向是互补的。在以2.4GHz为中心的工作频带上最大增益6.1dBi，不圆度只能控制在2dB 以内；2005年国际微波进展会议亚太区分会上论文“Analysis and simulation of cylindrical conformal omni-directional antenna”提出了一种围绕圆柱形基片构建的辐射单元阵列全向天 线，这种天线也是由基本的共地天线衍生而来，不过以前的平面基片由圆柱体基片取代， 取得了不错的仿真效果，实际加工中难度比较大。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供一种水平全向平面印刷天线。其特点是结 构简单、易于加工生产、成本低廉、具有低不圆度和高增益等良好的水平全向辐射特性。

本发明的目的由以下技术措施实现：

水平全向平面印刷天线