[发明专利]一种寄生条带加载的小型平面八木天线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微带天线，特别是一种基于寄生条带加载的小型化平面八木微带天线。

背景技术

八木天线因其结构简单、增益高等诸多优点，在很多电子领域得到了广泛的应用。其典型结构由一个偶极子天线、一个平行的反射器和一组平行的引向器组成。一般而言，其中偶极子天线与反射器之间的距离在0.15λ₀-0.4λ₀为宜。而随着二者距离的减小，由于天线的反射场和辐射场相抵消，天线的辐射阻抗将急剧降低，从而造成天线性能的恶化。因此，如何在保证八木天线优良性能的前提下，尽可能地减小天线尺寸，即减小偶极子天线与反射条带之间的距离，一直是业界研究的热点与难点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于寄生条带加载的小型化平面八木天线，该天线通过简单的单元加载方式，只需引入一个交指寄生条带，便能够有效减小八木天线的单元尺寸，并保持八木天线本来的优异性能。

一种寄生条带加载的小型平面八木天线，包括偶极子天线、介质基板、同轴馈电探针、两端弯折的反射条带和交指形寄生条带。其中偶极子天线和反射条带平行印制于介质基板的上表面，交指形寄生条带印制于偶极子天线和反射条带之间，同轴馈电探针从顶部与偶极子天线相连且与介质基板保持垂直。

采用上述天线，反射条带两端向偶极子天线方向呈90°转折且延伸至寄生条带中心线。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：(1)在经典结构的基础上，仅增加了交指结构的寄生条带，准确地控制了天线反射电场的相位，从而控制天线反射电场和辐射电场同相叠加。借助这一设计原理，能够方便地进行天线的小型化设计和改进。在实施例中，偶极子天线与反射条带之间的距离相比于经典结构减小约70％。(2)该方案可以获得与经典设计方案相比拟的单元性能。单元性能优异、体积小、便于调试、易于组阵。

下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明给出的具体实施例的3D结构示意图。

图2(a)为经典的平面八木天线结构俯视图，图2(b)为本发明给出的具体实施例的结构俯视图。

图3为本发明所给出的实施例的天线增益随偶极子天线与反射条带间距D的变化曲线与经典的平面八木天线的对比图。

图4为本发明给出的实施例的阻抗特性与经典的平面八木天线阻抗特性的对比图。

图5为本发明给出的实施例的反射系数随频率变化曲线与经典的平面八木天线反射系数随频率变化曲线的对比图。

图6为本发明给出的实施例的实测与仿真性能参数对比图。其中，图6(a)为天线反射系数曲线图，图6(b)为天线E面方向图，图6(c)为天线H面方向图。

具体实施方式

结合图1，本发明提出一种平面八木天线的小型化设计方法并给出具体的实施例。该小型化方法通过单元加载方式，在经典微带八木天线的馈电源与反射器之间引入一个交指形寄生条带，通过调节交指结构的插入深度，可以准确控制天线反射电场的相位，能够在馈电源与反射器距离较小的情况下，实现天线的反射电场与辐射电场同相叠加，从而能够以更小的天线尺寸获得相同的天线性能。图1所示实施例由偶极子天线1、介质基板2、同轴馈电探针3、两端弯折的反射条带4和交指形寄生条带5组成。偶极子天线1和反射条带4平行印制于介质基板2的上表面，交指形寄生条带5印制于偶极子天线1和反射条带4之间，同轴馈电探针3从顶部与偶极子天线1相连，与介质基板2保持垂直。

结合图1和图2(b)，引入的交指形寄生条带5长度L3为0.44λ₀，宽度W3为3.2mm，插入深度I为0.064λ₀。区别于图2(a)给出的经典的平面八木天线的设计方案，在本发明实施例中，该交指结构被印制于偶极子天线1和反射条带之间4，偶极子天线长度L1为0.42λ₀，宽度W1为1mm；反射条带长度L2为0.53λ₀，宽度W2为7mm；反射条带的两端朝交指形寄生条带方向弯折，并延伸至交指形寄生条带的中心线处。由于交指形寄生条带对反射电场相位的调节作用，偶极子天线与反射条带之间的距离D缩短至0.06λ₀。该天线整体尺寸为0.57λ₀×0.12λ₀。