专利名称：一种半波振子天线阵列的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半波振子天线阵列，属无线电发射技术领域。 背景技术：
印刷电路板(Printed circuit board, PCB)几乎会出现在每一种电子设备当中。PCB的 主要功能是提供上头各项零件的相互电气连接。随着电子设备越来越复杂，需要的零件自然 越来越多，PCB上头的线路与零件也越来越密集了。板子本身的基板是由绝缘隔热、并不易 弯曲的材质所制作成。在表面可以看到的细小线路材料是铜箔，原本铜箔是覆盖在整个板子 上的，而在制造过程中部份被蚀刻处理掉，留下来的部份就变成网状的细小线路了。这些线 路被称作导线(conductor pattern)或称布线，并用来提供PCB上零件的电路连接。根据设 计要求，PCB板可以是单面板、双面板以及多层板等。目前在国内外有很多专业PCB(线路板)设计及其生产制作的天线生产厂家,在国内例如， 深圳市华基科技有限公司，但是PCB板设计的缺点是成本高，工艺复杂，使得生产的天线 的成本相应的提高。尤其在现在的网络规划中，天线的成本成为一个主要的价格瓶颈。因而， 考虑如何降低天线制作的成本和复杂度，同时还要提高天线增益已成必要。
发明内容为弥补现有技术的缺陷不足，本发明提供一种半波振子天线阵列。一种半波振子天线阵列，其特征在于它是由四个半波振子天线组成，四个半波振子天线 由传输线连接在一起组成一个方形天线阵列，该天线阵列固定在一个反射板上，反射板上覆 盖有铝箔，以提髙天线阵列的整体增益。所述的半波振子天线是由长方形扁铁片折成的两半波振子，两半波振子间是"U"型馈电 点，"U"型馈电点间用导线短路。所述的两半波振子的长度各自为半波长，宽度为4mm，厚度为1.2mm。所述的馈电点间距为2ram。所述的两相邻半波振子天线间的距离为二分之一波长。 所述的反射板与振子间的距离是四分之一个波长。所述的传输线长度是以能满足阻抗匹配为出发点而设计的长度，重点是找到了能满足阻 抗匹配的传输线的设计规律，即对于每种天线阵列而言，直接从振子上引出的连接两个相邻 振子的传输线的长度应满足半个波长的奇数倍，将上面的传输线的节点再进行连接后的传输 线的长度满足半个波长的偶数倍，以此类推，以下再连接的传输线长度也满足半个波长的偶 数倍，直到导出最后一根传输线的长度仍为半个波长的偶数倍。本发明半波振子天线的个数可以是两个或大于四个以上的偶数个，半波振子天线的个数 及连接方式决定了天线的增益、波瓣宽度、驻波比等参数，而这些参数由系统对天线所要求 的性能指标决定。本发明半波振子也可用其他金属片折成，反射板上也可覆盖其他金属箔。 本发明提供了一种新的天线设计思路，以半波振子天线阵列和反射板为主，解决天线设
计高成本问题及阻抗匹配的技术难点，并有效地提高了天线增益。本发明用铁片制造简易的 半波振子再加铝制双层反射板的设计代替现有的在印刷线路板(PCB板)上设计平板天线思 路，以实现天线制造的低成本，髙效益。本发明的有益效果是解决了阵列天线生产的高成本问题，降低生产设计的复杂度，并 能提髙天线的增益，控制天线极化方向和覆盖范围。
图1是半波振子天线结构示意图。图2是图1的实施例图。图3是四个半波振子天线在反射板上的分布示意图。 其中1、半波振子天线，2、反射板，3、铝箔。图4是2x2连接的半波振子天线的连接关系图。 图5是1x4连接的半波振子天线的连接关系图。图6为本发明阵列垂直方向上的平面电磁辐射测试图，横坐标表示增益。 图7为本发明阵列水平方向上的平面电磁辐射测试图，横坐标表示增益。 图中标号说明如下 H0:馈电距离S: 集总端口 (lump port) HI:半波振子的长度 H2:半波振子的宽度 H3:半波振子的厚度LI, L2， L3， L4， lA，L'2,L'3:传输线长度 Zl:焊接在反射板上的半波振子天线1Z2:焊接在反射板上的半波振子天线2 Z3:焊接在反射板上的半波振子天线3 Z4:辉接在反射板上的半波振子天线4。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的具体实施方式
进行说明，本发明天线阵工作在2.45GHz，带 宽为100MHz。实施例l:如图2所示，首先取一长方形扁长铁片，长、宽及厚度按图1所示的尺寸Hl=26mm， H2-4咖，H34.2mm折成两振子，将中间部分折成图2所示的"U"型。在一端半波振子上靠 近馈电点H0的A点处用导线将其焊接，导线另一端连到另一个半波振子上靠近馈电点H0的 B点上用焊锡固定，即用导线短路H0，即得到一个半波振子天线。单个半波振子天线的输入 阻抗是75欧姆，同轴电缆的阻抗是50欧姆。用同样的方法做四个一样的半波振子天线，将 其按图3的位置焊接在反射板上。反射板的尺寸是180x270mm2,反射板与振子间的距离是四 分之一个波长，双层反射板的材料是铝，中间是绝缘体。水平振子间的距离是二分之一波长，
垂直振子间的距离是二分之一波长。半波振子天线按2x2的连接方式，如图4所示，传输线 长度为L1:满足半个波长的奇数倍，此处取半个波长，L2:满足半个波长的偶数倍，此处取 一个波长，L3:满足半个波长的偶数倍，此处取一个波长，L4:满足半个波长的奇数倍，此处取半个波长，能够满足阻抗匹配的传输线的设计方案。本实施例所能达到的性能指标是增益大约13dB，水平波瓣宽度为60fl，垂直波瓣宽度为30。，驻波比小于1.4dB。 实施例2:同实施例1 一样，只是半波振子天线按1x4的连接方式，如图5所示，传输线长度为L'1:满足半个波长的奇数倍，此处取半个波长，L'2:满足半个波长的偶数倍，此处取一个波长， L'3:满足半个波长的偶数倍，此处取一个波长，能够满足阻抗匹配的传输线的设计方案，所 达到的性能指标是增益H、5dB，水平波瓣宽度大约为45°,垂直波瓣宽度大约为120n，驻波 比小于1. 4dB。图6是实施例1在2. 45GHz的垂直方向上的平面电磁辐射测试图。 图7是实施例1在2. 45GHz的水平方向上的平面电磁辐射测试图。
权利要求
1. 一种半波振子天线阵列，其特征在于它是由四个半波振子天线组成，四个半波振子天 线由传输线连接在一起组成一个方形天线阵列，该天线阵列固定在一个反射板上，反射板上 覆盖有铝箔，以提高天线阵列的整体增益。
2. 如权利要求l所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的半波振子天线是由 长方形扁铁片折成的两半波振子，两半波振子间是"U"型馈电点，"U"型馈电点间用导线 短路。
3. 如权利要求1和2所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的两半波振子的 长度各自为半波长，宽度为4ran，厚度为1.2ram。
4. 如权利要求1和2所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的馈电点间距 为2mm<>
5. 如权利要求1所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的反射板与振子间的 距离是四分之一个波长。
6. 如权利要求1所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的两相邻半波振子天 线间的距离为二分之一波长。
7. 如权利要求l所述的一种半波振子天线阵列，其特征在于，所述的传输线长度为直 接从振子上引出的连接两个相邻振子的传输线的长度应满足半个波长的奇数倍，将上面的传 输线的节点再进行连接后的传输线的长度满足半个波长的偶数倍，以此类推，以下再连接的 传输线长度也满足半个波长的偶数倍，直到导出最后一根传输线的长度仍为半个波长的偶数 倍。
全文摘要
一种半波振子天线阵列，属无线电发射技术领域。它是多个半波振子天线由各个振子的导出线连接在一起组成一个天线阵列，该天线阵列固定在一个反射板上，反射板上覆盖有铝箔。本发明的有益效果是解决了阵列天线生产的高成本问题，降低生产设计的复杂度，并能提高天线的增益，控制天线极化方向和覆盖范围。
文档编号H01Q21/00GK101145639SQ20071011294
公开日2008年3月19日 申请日期2007年9月19日 优先权日2007年9月19日
发明者刘立国, 君 孙, 袁东风, 伟 许 申请人:山东大学