本發(fā)明涉及無線通信與天線的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是指一種寬帶可調(diào)的八木天線。

背景技術(shù)：

近些年來，通信系統(tǒng)正朝著小型化、多功能化方向發(fā)展。天線作為通信系統(tǒng)的重要組成部分，也面臨這小型化、寬帶化的迫切要求。傳統(tǒng)八木天線天線具有方向性強(qiáng)增益高的優(yōu)點(diǎn)，但其驅(qū)動振子和反射振子要比引向振子長，導(dǎo)致其總體尺寸較大，另外，八木天線的帶寬也比較窄。如果能減小八木天線的尺寸并且不會減小其增益，無疑具有重大意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有均勻振子八木天線尺寸大，帶寬無法調(diào)節(jié)的缺陷，提供了一種結(jié)構(gòu)緊湊、寬帶可調(diào)的八木天線，該天線設(shè)計(jì)靈活，具有尺寸小、帶寬大、增益和帶寬可調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的技術(shù)方案為：一種寬帶可調(diào)的八木天線，包括介質(zhì)基板及制作于該介質(zhì)基板上的引向振子、驅(qū)動振子和反射振子，所述驅(qū)動振子采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，所述引向振子和反射振子全部或部分采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，即有些振子不再是均勻粗細(xì)；其中，所述驅(qū)動振子的一部分、引向振子、反射振子位于介質(zhì)基板的上表面，且該驅(qū)動振子的一部分處于引向振子和反射振子之間，該驅(qū)動振子的另一部分位于介質(zhì)基板的下表面，并與介質(zhì)基板下表面預(yù)留的用于焊接sma接頭的焊接位相連，所述sma接頭的內(nèi)探針穿過介質(zhì)基板與引向振子相連。

所述引向振子、驅(qū)動振子和反射振子為立體鑄件或平面印刷件。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)與有益效果：

1、傳統(tǒng)八木天線由均勻振子組成，反射振子比驅(qū)動振子長，驅(qū)動振子又比引向振子長，導(dǎo)致總體尺寸較大；而本八木天線的驅(qū)動振子采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，引向振子和反射振子全部或部分采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，反射振子、驅(qū)動振子和引向振子的長度可以任意調(diào)節(jié)，反射振子甚至可以比引向振子更短，因此尺寸可以顯著減小。

2、本八木天線設(shè)計(jì)靈活，通過調(diào)節(jié)驅(qū)動振子階躍或漸變過渡的位置及驅(qū)動振子的長度和粗細(xì)可以有效調(diào)節(jié)八木天線的中心頻率；通過調(diào)節(jié)驅(qū)動振子靠外側(cè)部分與反射振子的距離可以有效調(diào)節(jié)八木天線的帶寬，當(dāng)調(diào)節(jié)到某個(gè)最佳距離時(shí)，天線帶寬大大增加；通過調(diào)節(jié)反射陣子或引向振子階躍或漸變過渡的位置及余下振子的長度和粗細(xì)可以有效調(diào)節(jié)八木天線的增益。而傳統(tǒng)八木天線只能靠調(diào)節(jié)振子的長度來改變中心頻率和增益，帶寬幾乎無法調(diào)節(jié)。

3、本八木天線的工作頻段比傳統(tǒng)八木天線寬。

附圖說明

圖1是本發(fā)明天線的俯視圖。

圖2是本發(fā)明天線的仰視圖。

圖3是本發(fā)明天線的側(cè)視圖。

圖4是本發(fā)明天線的s參數(shù)仿真結(jié)果。

圖5是本發(fā)明天線的最大輻射方向增益仿真結(jié)果。

圖6是本發(fā)明天線在中心頻率處h面主極化方向圖仿真結(jié)果(單位：dbi)。

圖7是本發(fā)明天線在中心頻率處e面主極化和交叉極化方向圖仿真結(jié)果(單位：dbi)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。

參見圖1至圖3所示，本實(shí)施例所提供的八木天線包括單層覆銅的介質(zhì)基板4及制作于該介質(zhì)基板4上的引向振子1、驅(qū)動振子和反射振子3，使用機(jī)械刻制、激光刻制、電路板腐蝕等技術(shù)均可容易地制作，這里我們采用介電常數(shù)為4.4，厚度為1.6mm的fr4基板。其中，所述驅(qū)動振子的一部分201、引向振子2、反射振子3位于介質(zhì)基板4的上表面，且該驅(qū)動振子的一部分201處于引向振子1和反射振子3之間，該驅(qū)動振子的另一部分202位于介質(zhì)基板4的下表面，并與介質(zhì)基板4下表面預(yù)留的用于焊接sma接頭的焊接位5相連，所述sma接頭的內(nèi)探針穿過介質(zhì)基板4與引向振子1相連。在本實(shí)施例中，除了引向振子1外，我們把驅(qū)動振子與反射振子3均做成階躍結(jié)構(gòu)(具體來說，是兩頭粗中間細(xì))，并保持它們各自的長度與引向振子1相同。當(dāng)然，所述的驅(qū)動振子也可以做成漸變過渡結(jié)構(gòu)(實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的阻抗匹配)，而所述引向振子1和反射振子3也可以全部或部分做成階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，以滿足八木天線的中心頻率、寬帶可調(diào)及增益的效果。此外，上述所有振子可以是立體鑄件，也可以是平面印刷件；天線振子數(shù)目可以根據(jù)增益要求確定；振子的距離可以調(diào)節(jié)以獲取最大增益和最大帶寬；振子階躍或漸變過渡的位置和振子的長度、粗細(xì)可以調(diào)節(jié)以獲取最大增益和最大帶寬。

圖4、圖5分別是本實(shí)施例上述天線的|s11|(源參考阻抗50歐姆)和最大輻射方向增益仿真結(jié)果，該天線10db反射損耗范圍為1.95ghz到2.28ghz，相對帶寬為15.6％，中心頻率處(2.12ghz)增益為6.06dbi，在帶寬內(nèi)增益變化在1db內(nèi)。

圖6、圖7分別是本實(shí)施例上述天線的中心頻率處h面主極化方向圖仿真結(jié)果以及e面方向圖仿真結(jié)果。h面交叉極化小于-30db，因此h面方向圖只給出了主極化。由圖可見，天線h面主極化-3db主瓣寬度約為125度，前后比約為11.5db。e面交叉極化小于-20db，主極化-3db主瓣寬度同樣約為75度，前后比約為11.5db。可見，本發(fā)明的天線八木天線具有良好的方向性。

以上所述實(shí)施例子只為本發(fā)明之較佳實(shí)施例子，并非以此限制本發(fā)明的實(shí)施范圍，故凡依本發(fā)明之形狀、原理所作的變化，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種寬帶可調(diào)的八木天線，包括介質(zhì)基板及制作于該介質(zhì)基板上的引向振子、驅(qū)動振子和反射振子，所述驅(qū)動振子采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，所述引向振子和反射振子全部或部分采用階躍結(jié)構(gòu)或漸變過渡結(jié)構(gòu)，即有些振子不再是均勻粗細(xì)；其中，所述驅(qū)動振子的一部分、引向振子、反射振子位于介質(zhì)基板的上表面，且該驅(qū)動振子的一部分處于引向振子和反射振子之間，該驅(qū)動振子的另一部分位于介質(zhì)基板的下表面，并與介質(zhì)基板下表面預(yù)留的用于焊接SMA接頭的焊接位相連，所述SMA接頭的內(nèi)探針穿過介質(zhì)基板與引向振子相連。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)更加緊湊、帶寬更加寬、設(shè)計(jì)靈活的優(yōu)良特性。

技術(shù)研發(fā)人員：褚慶昕;林江鋒
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華南理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：2017.06.21
技術(shù)公布日：2017.09.29