[发明专利]一种四向天线

说明书

本发明公开了一种四向天线，包括：两个微带天线、两个单极子天线、安装底板；其中，两个微带天线和两个单极子天线均固定在安装底板上，且两个微带天线的方向辐射相反；两个单极子天线分别固定在两个微带天线的两侧；针对现有的载体高速飞行或运行的特点，本发明采用微带天线与单极子天线相结合的方式，在保持小型化，可共形的基础上，通过控制天线单元的相位差实现了天线全向功能与定向功能的一体化设计，在水平面内的任意方向都能保持较好的电性能。

技术领域

本发明涉及天线研究领域，具体地，涉及一种四向天线。

背景技术

在全球产业要求电子产品“轻、薄、短、小”的发展趋势下，天线作为通信必备的载体设备，应具有小型化、重量轻、高性能的优点。微带天线与单极子天线由于其所具有的结构简单、剖面低、重量轻及易于共形的特点，是最为常见的两种形式。天线作为一种电磁波的产生和辐射装置，其性能又很大程度上受辐射体外形、尺寸的限制。通常单一天线形式的方向特性是固定的，如何在较小的尺寸下实现定向功能与全向功能的一体化设计成为了较大的难题。为满足当前应用场景下的天线要求，现有的设计焦点都集中于小尺寸以及定向、全向辐射的实现。

现有的机载天线常采用微带天线或单极子天线形式，二者都是线极化天线，特别适合作为共形天线附着在载体表面工作，其辐射特性都是固定的，很难通过单一天线实现定向与全向功能的一体化设计。因而现在常用的方式是通过组阵(圆形阵列)实现，若天线工作在L频段，为保证天线的性能要求，则单元间距接近λ/2，横向与纵向尺寸过大，无法满足小型化与共形要求，同时也会造成天线的定向性能较差。

发明内容

本发明提供了一种四向天线，解决了现有的不足，针对现有的载体高速飞行或运行的特点，本发明采用微带天线与单极子天线相结合的方式，在保持小型化，可共形的基础上，通过控制天线单元的相位差实现了天线全向功能与定向功能的一体化设计，在水平面内的任意方向都能保持较好的电性能。

为实现上述发明目的，本申请提供了一种四向天线，所述天线包括：

两个微带天线、两个单极子天线、安装底板；其中，两个微带天线和两个单极子天线均固定在安装底板上，且两个微带天线的方向辐射相反；两个单极子天线分别固定在两个微带天线的两侧。

现有的四向天线一般是采用微带天线或单极子天线作为辐射体组成圆形阵列的形式实现全向功能，这就造成天线整体尺寸过大及定向性能较差。

在本方案中，天线采用两个微带天线背对的方式放置在一个半径为λ的接地板上，实现相反方向辐射，两个单极子天线分别置于微带天线两侧，由于微带天线的反射作用，使得辐射方向图能够覆盖侧向两个方向。通过这种排布方式能有效减小天线的整体尺寸，辐射方向图能够覆盖整个水平面，天线整体高度约为0.4λ。

适当的选择单元数目进行馈电，并调整单元之间的相位差实现方向图的合成，获得水平面内任意角度的定向辐射与全向辐射方向图，并通过调整微带天线与单极子天线之间的距离，以此改善辐射方向图的全向性能。最终天线定向最大增益不低于2.5dB，全向最大增益不低于-1dB，不圆度≤3dB。

进一步的，微带天线中的微带贴片设有开缝结构。

进一步的，安装底板采用铝材或不锈钢制成，微带天线、安装底板的表面均采用镀涂处理。

进一步的，微带天线与安装底板之间采用螺钉固定连接；射频插座通过螺钉固定在安装底板上，插座内芯与微带天线馈电位置相接触，接触位置通过锡焊焊接密封。

进一步的，所述四向天线还包括天线罩，天线罩通过铆钉铆接于安装底板，两个微带天线、两个单极子天线、安装底板均位于天线罩内，天线罩与安装底板之间形成的空腔内采用发泡材料填充。

进一步的，微带天线为双层板结构，金属贴片贴在上层印制板的上表面，下层印制板的上表面整体覆铜，馈电网络位于下层印制板的下表面，两层印制板之间用发泡料填充。