[发明专利]一种同轴串并联馈电全向双锥偶极子套筒天线

说明书

本发明涉及一种同轴串并联馈电全向双锥偶极子套筒天线，属于天线微波技术方向，由双锥偶极子套筒天线单元和同轴串并联馈电网络两部分组成，主要包括双锥偶极子、金属套筒和同轴串并联馈电网络。双锥偶极子天线单元的辐射体渐变结构，可使其与自由空间获得较好的阻抗匹配；辐射体外的同轴金属套筒能进一步展宽该天线单元的工作带宽；双锥偶极子天线单元在水平方向为全向辐射，采用同轴串并联馈电网络在垂直方向组阵，以达到天线的高增益性能。同轴串并联馈电网络由线性渐变阻抗变换段和两级同轴功分器构成。该同轴串并联馈电网络，对天线垂直面方向图指向不产生影响，结构简单、易于实现，并可作为全向天线的结构支撑。

技术领域

本发明属于通信、雷达技术领域天线微波技术方向。

背景技术

全向天线由于其在水平面360°覆盖的特性，被广泛应用于移动通信、被动侦察、电子对抗等领域。不同的应用领域对全向天线的工作带宽、增益、极化方式、结构形式等有不同的要求。目前常规的全向天线主要分为两类：一种是通过改进单极子天线，比如双锥天线、盘锥天线等单个天线，极化形式多为垂直极化；另一种是由偶极子天线单元组成阵列的形式实现水平或者双极化。全向天线要达到高增益，一般有两种实现形式，一是将全向天线单元在垂直方向组阵，二是采用高增益天线单元在方位面组阵实现全向方向图，获得高增益。天线单元一般通过串馈或并馈的形式馈电，其各有优缺点：理论上，阵元并联馈电可以保证到达各单元的幅度、相位的一致性，但是馈电部分结构复杂，容易影响天线在水平面方向图的全向性能；串联馈电的结构简单，容易实现，组阵的各单元相位差会随着频率而改变，使得全向天线垂直面方向图发生扫描，造成满足增益要求的工作频带变窄。

为了满足全向天线的宽带化和高增益的需求，本发明设计了一种简单高效的同轴串并联馈电网络，对垂直方向组阵的双锥偶极子套筒天线进行馈电，拥有较好的阻抗匹配效果，实现了全向天线的高增益特性。

发明内容

本发明设计了一种同轴串并联馈电全向双锥偶极子套筒天线，采用同轴串并联馈电网络，在拥有较好的阻抗匹配效果的同时，克服了馈电网络对天线全向性的影响，达到了全向天线的高增益性能，馈电网络结构简单、易于实现。

本发明是通过以下技术方案实现的：

所设计的同轴串并联馈电全向双锥偶极子套筒天线，主要由套筒双锥偶极子天线单元和同轴串并联馈电网络两部分组成。采用多个双锥偶极子天线单元在垂直方向组阵，实现了天线的高增益特性。自上往下依次为双锥偶极子上振子1，双锥偶极子下振子2，金属套筒3，同轴串并联馈电网络4。

双锥偶极子天线单元辐射体的渐变结构，使其与自由空间能获得较好的阻抗匹配；辐射体外的同轴金属套筒进一步展宽天线带宽。

进一步的，同轴串并联馈电网络4的各级功分器支路内导体与双锥偶极子上振子1连接，外导体与双锥偶极子下振子2。整个同轴串并联馈电网络也作为全向天线的结构支撑。

进一步的，同轴串并联馈电网络4由同轴阻抗线性渐变变换段4-1、初级同轴功分器4-2和末级同轴功分器4-3构成。采用的是先阻抗变换、再功分的设计方式，将该一分八同轴功分器看作由一个一分五不等分同轴功分器和一个一分四等分同轴功分器串联而成，设计时通过反向阻抗匹配分析，得到各个输出端口和中间阻抗变换段的结构尺寸。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

本发明实现了良好的全向性能，具有超宽带、高增益的特性；同轴串并联馈电网络阻抗匹配好，传输损耗低，结构简单，易于实现，不影响天线全向性的同时，可作为全向天线的结构支撑。

附图说明

图1为本发明天线的双锥偶极子外形示意图；

图2为本发明天线的双锥偶极子馈电示意图；

图3为本发明天线的同轴串并联馈电网络结构示意图；

图4为本发明天线的双锥偶极子结构示意图；