一种新型的首尾连接式宽带全向天线的制作方法

本发明涉及一种天线，特别涉及一种新型的首尾连接式宽带全向天线。

背景技术：

在通信领域，随着数据流量的需求急剧递增以及多个系统共天线的设计需求，对无源天线的宽频带要求越来越高；在电子对抗或干扰领域，宽带天线一直是最重要的必备的前提条件之一。应用于具体的场景中，为了实现对周围360度的无死角覆盖，全向天线有其独有的用武之地。

现有的宽带全向天线中，(一种双极化吸顶天线，实用新型专利，高峰等，申请号201020264189.2)，该专利水平极化天线的工作频带为1700MHz～2500MHz，相对带宽达到了40％左右，具备了一定的宽带条件，但是频带覆盖没有达到倍频，使用环境有很大的局限性；另一种全向吸顶天线，(一种宽频带双极化全向天线及馈电方法，发明专利，高峰、马兴华等，申请号201010504764.6)，同样的该水平极化全向天线相对带宽较窄，不同频带内方向图一致性有较大差异，并且该天线馈电系统相对比较复杂。

综上所述，现有的水平极化全向天线中，都大致面临着工作带宽无法达到倍频、频带内增益起伏较大、结构相对比较复杂等缺陷。基于目前超宽带全向天线的实际需求，提出一种结构简单可靠、能够满足超宽带工作的全向天线是天线领域的一个研究方向。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足和缺陷，提供一种新型的首尾连接式宽带全向天线。该天线的结构简单可靠，工作频带达到倍频，具备优良的超宽带全向工作性能。

为了实现上述目的，本发明所采取的措施：

一种新型的首尾连接式宽带全向天线，包括六边形宽带振子、印制板、馈电柱和反射板，所述的六边形宽带振子为印制板上的覆铜层，馈电柱的内外导体分别与六边形宽带振子连通，馈电柱的底部固定在反射板上；

所述的六边形宽带振子由六个形状一致的六边形覆铜片围绕圆心轴对称组成一个圆圈，每个六边形覆铜片的两边分别连接到相邻的馈电柱的内外导体上；

所述的六个形状一致的六边形覆铜片，其形状两边对称，为两个三角形与一个长方形的结合；

所述的馈电柱均匀分布的设置有六个，每个馈电柱的内外导体分别与左右相邻的六边形宽带振子连接，每个馈电柱的底部外导体与反射板固定连接；

所述的馈电柱为50欧的馈电柱，每个馈电柱等幅同相馈电，可以由一分六的宽带功分器分别对每个馈电柱进行馈电。

本发明的有益效果：实用，生产成本低，结构新颖，六边形宽带振子形状为长方形与两个等腰三角形的组合，此种形状本身可以作为普通振子天线的辐射臂使用，具有一定的宽带效果；六个六边形宽带振子围绕印制板2的圆心轴对称布置，每个六边形宽带振子的两边各有一个馈电点，分别连接馈电柱的内导体与相邻馈电柱的外导体，此种馈电方式由于每个馈电柱的射频信号在相邻振子间表面电流的串扰，形成了不同振子间强耦合的效果，根据已知的电磁场耦合原理，不同天线之间的强耦合信号能够形成宽带辐射效应，从而实现了天线宽带工作特性；根据天线单元波束宽度和工作频带要求，选择合适的天线单元数目组成圆形阵列的形式，能够实现水平方向上的波束全向性覆盖，本产品由六块完全一致的六边形覆铜形状围绕印制板2的圆心轴对称布置。

本产品具有宽带水平极化全向天线工作特性，工作频带为2.5GHz～7.5GHz，达到了倍频，频带内全向性指标不圆度优于-3dB，具备优良的超宽带全向工作特性，本产品可以广泛应用于各个频段宽带水平极化全向天线设计中，在宽带通信领域与电子模拟与干扰领域具备非常好的实用前景。

附图说明

图1为本发明的天线的立体图。

图2为本发明的天线去除印制板的立体图。

图3为本发明的天线的俯视图。

图4为图3的局部放大图。

图5为本发明的天线的侧视图。

图6为图5的局部放大图。

图7为本发明实施例的天线各个频点驻波图。

图8为本发明实施例的天线频率为2.5GHz时的方位面方向图。

图9为本发明实施例的天线频率为4GHz时的方位面方向图。

图10为本发明实施例的天线频率为5GHz时的方位面方向图。

图11为本发明实施例的天线频率为6GHz时的方位面方向图。

图12为本发明实施例的天线频率为7.5GHz时的方位面方向图。

附图标记：1-六边形宽带振子，2-印制板，3-馈电柱，4-反射板，11-六边形宽带振子长边，12-六边形宽带振子三角形边，31-馈电柱内导体，32-馈电柱外导体突出枝节，33-馈电柱外导体，A-六边形宽带振子外边的中心，O-印制板的圆心。

具体实施方式

一种新型的首尾连接式宽带全向天线，包括六边形宽带振子1、印制板2、馈电柱3和反射板4，所述的六边形宽带振子1为印制板2上的覆铜层，馈电柱3的内外导体分别与六边形宽带振子1连通，馈电柱3的底部固定在反射板4上。

印制板2为罗杰斯5880板材，下表面无金属覆铜。

六边形宽带振子1的形状为一个长方形与两个等腰三角形组成，此六边形宽带振子中的长方形的长边为18mm，六边形宽带振子的外边缘中心距离印制板2的圆心为32mm。

六边形宽带振子1上的每个馈电点位置均为对称分布，所述的馈电柱3与六边形宽带振子1连接的馈电柱内导体31与馈电柱外导体33的直径一致。

更进一步优选的，所述的馈电柱3与反射板4通过螺钉固定连接，金属反射板4的半径为50mm，金属反射4与印制板2之间的距离为17.5mm

所述的六边形宽带振子1由六个形状一致的六边形覆铜片围绕圆心轴对称组成一个圆圈，每个六边形覆铜片的两边分别连接到相邻的馈电柱3的内外导体上。

所述的六个形状一致的六边形覆铜片，其形状两边对称，为两个三角形与一个长方形的结合。

所述的馈电柱3均匀分布的设置有六个，每个馈电柱3的内外导体分别与左右相邻的六边形宽带振子1连接，每个馈电柱3的底部外导体与反射板4固定连接。

反射板4为金属材质，与馈电柱3的金属外导体固定在一起，六个馈电柱介于印制板2与反射板4之间。

所述的馈电柱3为50欧的馈电柱3，每个馈电柱3等幅同相馈电，可以由一分六的宽带功分器分别对每个馈电柱3进行馈电。

下面将结合附图，对本产品实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围内。

如图1、图2、图3所示，一种首尾连接式超宽带全向天线，包括六边形宽带振子1、印制板2、馈电柱3、反射板4；所述的六边形宽带振子1为印制板2上面的金属覆铜层，所述的印制板2下表面金属覆铜全部腐蚀，馈电柱3介于印制板2与反射板4之间，馈电柱3分别与六边形宽带振子1与反射板4固定连接。

如图2所示，所述的六边形宽带振子1由六个形状完全一致的六边形金属覆铜形状组成，每个六边形金属覆铜形状由一个长方形与左右两个对称的等腰三角形组成，每个六边形金属覆铜形状左右各有一个对称的馈电点，每个六边形金属覆铜形状围绕印制板2的圆心为轴对称，相当于任意一个六边形金属覆铜形状围绕印制板2的圆心每旋转60度进行复制一组，一圈360度共六组。

如图2和图5所示，所述的馈电柱3由馈电柱内导体32和馈电柱外导体33以及馈电柱外导体突出枝节31组成，馈电柱外导体突出枝节31与馈电柱内导体32直径相同，馈电柱外导体突出枝节31与馈电柱外导体33为一体化加工。

所述的反射板4与馈电柱3的外导体33固定连接，保证了结构的稳固性和接地的良好性。所述的馈电柱3由六个相同的馈电柱组成，每个馈电柱均为50欧等幅同相馈电，馈电柱3可以连接一分六宽带功分器，此宽带功分器为常规设计，可以是腔体形式，也可以是微带、带状线形式，在本专利中此一分六宽带功分器未加入，故不再详述。

下面结合实施例对本产品中的天线进行举例说明。

实施例1：

本实施例的首尾连接式超宽带全向天线的工作频段为2.5GHz～7.5GHz，工作频带达到了倍频程，实现了超宽带全向工作特性。

如图1所示，六边形宽带振子1为印制板2上的金属覆铜层，印制板2采用罗杰斯5880板材，厚度0.508mm，直径为90mm。如图2所示，六边形宽带振子1由六个六边形金属覆铜形状组成，每个六边形金属覆铜由一个长方形与左右两个对称的等腰三角形组成，每个六边形左右各有一个对称的馈电点。

如图3和图4所示，此长方形的宽边Tw＝18mm，短边Td＝12mm，长方形的宽边中心A点距离印制板2的圆心O的距离为31.98mm。

如图5和图6所示，印制板2与反射板4之间的距离Hw＝17.5mm，馈电柱外导体突出枝31高度Hd＝2mm，馈电柱外导体突出枝节31的直径与馈电柱内导体32一致，为0.5mm。馈电柱外导体33为金属结构，与反射板4之间固定连接。

反射板4的直径为100mm，为金属结构。射频信号通过每个馈电柱馈入，传输到六边形宽带振子进行辐射。给每个馈电柱馈入的射频信号为等幅同相激励，可以采用一分六宽带功分器给每个馈电柱进行馈电，每个馈电柱通过馈电柱内导体32与馈电柱外导体突出枝节31分别与左右的六边形宽带振子的馈电点连接，每个六边形宽带振子左右馈电点分别与相邻馈电柱的内外导体连接，通过电磁能量紧耦合的形式形成宽带辐射效应。反射板4在一定程度上起到射频信号反射和调节方向图形状的作用。

如图7所示，图7为本申请实施例的天线的各个频点驻波图。由图6可得，本实施例的天线在2.5GHz～7.5GHz的工作频带内的驻波比优于2.5，驻波带宽工作性能优良。

如图8所示，图8为本申请实施例的天线在频率为2.5GHz时的方位面方向图。由图8可得，本实施例的频率扫描天线在2.5GHz的方位面不圆度优于0.3dB，增益优于3.6dBi，全向性工作性能优良。

如图9所示，图9为本申请实施例的天线在频率为4GHz时的方位面方向图。由图9可得，本实施例的频率扫描天线在4GHz的方位面不圆度优于0.3dB，增益优于5dBi，全向性工作性能优良。

如图10所示，图10为本申请实施例的天线在频率为5GHz时的方位面方向图。由图10可得，本实施例的频率扫描天线在5GHz的方位面不圆度优于0.5dB，增益优于5dBi，全向性工作性能优良。

如图11所示，图11为本申请实施例的天线在频率为6GHz时的方位面方向图。由图11可得，本实施例的频率扫描天线在6GHz的方位面不圆度优于0.8dB，增益优于5dBi，全向性工作性能优良。

如图12所示，图12为本申请实施例的天线在频率为7.5GHz时的方位面方向图。由图12可得，本实施例的频率扫描天线在7.5GHz的方位面不圆度优于1.8dB，增益优于4dBi，全向性工作性能优良。

六边形宽带振子1不仅仅限于六边形，任何不改变实质的变形均包含在此权利要求中。

综上所述，本申请提供了一种新型的首尾连接式超宽带全向天线，该天线的结构简单可靠，能够满足倍频的超宽带工作特性，具备优良的全向性工作性能。