[发明专利]一种紧凑型双偶极子驱动器及应用该驱动器的准八木天线

说明书

本发明公开了一种紧凑型双偶极子驱动器，涉及通信领域，其包括圆柱介质谐振器、开口谐振环和介质基板，所述介质基板位于圆柱介质谐振器和开口谐振环之间，所述圆柱介质谐振器位于介质基板的上方，所述圆柱介质谐振器和开口谐振环正对设置。本发明还公开了应用该紧凑型双偶极子驱动器的准八木天线，包括圆柱介质谐振器、开口谐振环、介质基板、共面带状线和凹形接地平面，所述共面带状线印刷设置在介质基板的顶面，所述开口谐振环设置在介质基板的底面，所述凹形接地平面设置在介质基板的底面上。本发明的优点在于：由于两个偶极子的工作频率接近，提高了天线带宽。且使得在天线的工作宽频带内获得稳定的高增益。

技术领域

本发明涉及通信天线领域，特别涉及一种紧凑型双偶极子驱动器及应用该驱动器的准八木天线。

背景技术

现有技术中，随着现代通信系统的飞速发展，准八木天线作为一种端射天线由于其结构简单，重量轻，阵列易于形成等优点而引起了广泛关注。现有技术中，采用了较多的方式来改善其性能，主要集中在两个方面：带宽的拓宽和增益的提高。传统的准八木天线设计中，最常用的驱动器是具有不同形状的λ₀/2电偶极子，其中λ₀是自由空间中的波长。为了扩大工作带宽，现有技术中有具有不同结构的馈电巴伦。但是由于驱动器的辐射带宽有限，天线的增益波动很大，并且在工作频带的低频范围内的端射增益只有约为4dBi，甚至更低。为了解决这个问题，现有技术中有采用不同长度的多个偶极子串联馈电，从而获得较宽的带宽和稳定的中等增益，但这会导致纵向长度显著增加，同时给引向器的引入和设计带来困难，因此很难进一步提高增益。现有技术中还有一种微带贴片磁偶极子，通过结合基本的TE110模式和高阶TE310模式可以增强带宽同时提高增益。但是这种方法会导致天线的横向尺寸大大增加，甚至驱动器本身的宽度也大于1.5λ₀。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何使得紧凑型双偶极子驱动器在天线的工作宽频带内获得稳定的高增益以及如何拓宽带宽，针对上述要解决的技术问题，本发明提供了一种紧凑型双偶极子驱动器及应用该驱动器的准八木天线。

为了解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种紧凑型双偶极子驱动器，包括圆柱介质谐振器、开口谐振环和介质基板，所述介质基板位于圆柱介质谐振器和开口谐振环之间，所述圆柱介质谐振器位于介质基板的上方，所述圆柱介质谐振器和开口谐振环正对设置。

进一步的，所述圆柱介质谐振器的本体半径为4.25mm，所述开口谐振环的半径为5.3mm。

进一步的，所述开口谐振环的宽度为0.3mm。

进一步的，所述圆柱介质谐振器的本体上设置有对称设置的两根金属条，所述两根金属条平行设置，所述两根金属条位于圆柱介质谐振器本体上的宽度为1.7mm，所述两根金属条位于圆柱介质谐振器本体外的宽度为0.9mm，所述两根金属条之间的间距为1.4mm。

进一步的，所述介质基板为截面呈正方形的介质基板。

本发明的另一个目的是提供一种应用如前所述的紧凑型双偶极子驱动器的准八木天线，包括圆柱介质谐振器、开口谐振环、介质基板、共面带状线和凹形接地平面，所述共面带状线印刷设置在介质基板的顶面，所述开口谐振环设置在介质基板的底面，所述凹形接地平面设置在介质基板的底面上。

优选的，所述凹形接地平面为带凹圆弧的平面反射器，所述凹形接地平面的凹圆弧深度为8.4mm。

优选的，所述凹形接地平面的凹圆弧底与开口谐振环下边之间的距离为11.4mm。

优选的，所述凹形接地平面的凹圆弧底与开口谐振环及圆柱介质谐振器共圆心之间的距离为15.65mm。

优选的，所述凹形接地平面上边缘与开口谐振环及圆柱介质谐振器共圆心之间的距离为7.25mm。