[发明专利]一种缝隙馈电的八木天线

说明书

【技术领域】

本发明涉及通信领域，尤其是涉及微波通信领域中的一种具有新馈电结构的八木天线。

【背景技术】

上个世纪二十年代，日本东北大学的八木秀次和宇田太郎两人发明了一种天线，这种天线后来被称为“八木宇田天线”，简称“八木天线”。由于八木天线的方向性好，较偶极天线有高的增益，用它来测向、远距离通信效果特别好，因此现在还被大量使用。典型的八木天线应该有三对振子，整个结构呈“王”字形。与电缆相连的称有源振子，或主振子，居三对振子之中，“王”字的中间一横。比有源振子稍长一点的称反射元，它在有源振子的一侧，起着削弱从这个方向传来的电波或从本天线发射去的电波的作用；比有源振子略短的称引向元，它位于有源振子的另一侧，它能增强从这一侧方向传来的或向这个方向发射出去的电波，其中引向元可以有许多个；“王”字的中间一竖为支撑管，起支撑固定反射元、有源振子、引向元的作用。

在现代生活、工程中，可以用作八木天线有源振子的振子形式是多种多样的，最常见的是半波对称振子和半波折合振子，而在工程天线上，受到两种振子形式自身阻抗特性的制约，更多的是用半波折合振子来作为八木天线的有源振子。用半波折合振子来作为有源振子的八木天线，其馈电结构主要是利用八木天线的自身结构，如简洁的穿入式馈电方法，将电缆由支撑管穿入，通过折合振子的弯管跨过馈电点将电缆的内导体接到对面的折合振子之上，由于结构限制，若需要较高的增益及前后比，则此种八木天线需要做到足够大，导致生产成本、占用空间等增加。半波对称振子又称半波振子，其在八木天线中由于自身阻抗特性的制约，通常都是在民间民用的自制八木天线上才使用，无法达到工程天线的参数需求。

【发明内容】

本发明旨在克服上述现有技术的缺陷，提供一种具有新馈电结构的八木天线，其结构能在实现八木天线馈电的同时，还能在同样尺寸条件下提供优于折合振子八木天线的增益和前后比。

为实现上述目的，本发明所提供的技术方案是：

一种缝隙馈电的八木天线，包括电缆、反射元、有源振子和至少一个引向元，其中反射元、有源振子和引向元依序由支撑管一端起排布开，所述的有源振子为半波振子，该八木天线的馈电部分为被屏蔽的缝隙结构。

本发明的馈电结构为被屏蔽的缝隙结构，具有该结构的八木天线经过模拟测试与试验，在同样尺寸条件下，能够提供优于折合振子八木天线的增益、前后比。

进一步地，本发明所述的被屏蔽的缝隙结构由一内置于支撑管内且中部开有通透缝隙的金属柱体和该金属柱体对应位置的支撑管管体构成(为方便描述，此结构简称为内置式缝隙结构，下同)，其中所述缝隙的一侧连接电缆的外导体，另一侧连接电缆的内导体；

进一步地，本发明所述的被屏蔽的缝隙结构还可以是由开设在支撑管上的缝隙和该缝隙对应位置上设置的金属罩构成(为方便描述，此结构简称为外置式缝隙结构，下同)，其中所述缝隙的一侧连接电缆的外导体，另一侧连接电缆的内导体。

上述两种被屏蔽的缝隙结构的不同，是由于缝隙所在位置不同而致，但是达到的效果一样，同时也是上位概念“被屏蔽的缝隙结构”的两种具体表达方式。此两种缝隙结构，通过对该近半波长缝隙的激励，来实现对八木天线有源振子的激励从而实现八木天线的馈电过程，实现八木天线辐射功能。

作为一个优选方案，所述电缆的内导体与缝隙直接连接或耦合。两种不同的连接方式可以使得激励方式也分为两种，一是直接对缝隙进行激励，二是通过耦合进行激励。

进一步地，作为一种优选方案，内置式缝隙结构中所述的金属柱体两端大中间小，其中金属柱体两侧开有方便电缆引出的槽，金属柱体两端大的部分预留有安装孔。

两端大中间小的金属柱体可以保证支撑管与带有缝隙的中间段相互不接触；金属柱体两侧开槽，方便电缆引出，同时金属柱体两端大的部分预留有安装孔，该预留孔是和支撑管上的安装孔对应，可以保证金属柱体在支撑管中固定。

进一步地，作为一种优选方案，内置式缝隙结构中所述的有源振子由两段连接在金属柱体两侧的细金属柱构成，所述支撑管两侧对应位置留有细金属柱穿出且内径大于细金属柱直径的穿孔。

所述支撑管在穿孔位置处断开，该断开处增设有起连接和防水作用的塑料套管。

在内置式缝隙结构中，所述的有源振子须与开有缝隙的金属柱体连接，来实现半波振子的辐射功能；为了保证有源振子不与支撑管接触，支撑管上预留供有源振子穿过的穿孔内径要足够大；同时为了方便缝隙结构内置，支撑管在穿孔位置处断开，该断开处增设有起连接和防水作用的塑料套管。