[实用新型]WiMAX全向串馈阵列天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及天线，尤其涉及一种WiMAX全向串馈阵列天线。

背景技术

在2007年10月WiMAX正式成为国际电信联盟3G标准之后，两年来在全球范围内获得迅猛发展。WiMAX采用自适应编码调制等技术，可以实现覆盖范围和传输速率的折衷，从而使得WiMAX具有更大的覆盖范围和更高的接入速率。无“最后一公里”瓶颈限制。作为一种宽带无线接入技术，WiMAX接入灵活、系统容量大。未来十年内，全球各地对WiMAX设备的需求量极其惊人。

随着WiMAX通信系统在容量和质量上的不断升级，对天线的性能指标提出了越来越高的要求。微带天线虽然具有体积小，重量轻，易共形、宽频带和成本低等特性，但是定向性能不高，因此常采用由微带贴片单元组成的微带阵列天线来获得更大的增益或实现特定的方向性。阵列天线可以实现单个天线所无法实现的复杂功能，具有更大的灵活性、更高的信号容量，能显著提高系统的性能，因此备受关注。在实际中常常要求天线在方位角平面具有全向性，而在仰角面具有较窄的波束宽度和较高的增益。

目前市场上WiMAX通信中采用的天线一般是将圆形或矩形贴片开槽来提高定向性，但是增益仍比较低，损耗大，功率小。因此迫切需要提出一种高增益、低损耗的阵列天线来满足WiMAX通信系统的要求。

发明内容

本实用新型的目的是为了克服现有技术在WiMAX通信网络的不足，提供一种WiMAX全向串馈阵列天线。

为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

WiMAX全向串馈阵列天线包括微带基板、阻抗变换网络单元、第一辐射单元、第二辐射单元、第一辐射层、第二辐射层、第一馈电点、第二馈电点；n个第一辐射单元、n个第二辐射单元和一个第一辐射单元通过2n个阻抗变换网络单元依次间隔连接后，贴置于微带基板的一侧，构成第一辐射层，其中最后一个第一辐射单元的端点作为第一馈电点，n个第一辐射单元和n个第二辐射单元通过2n+1个阻抗变换网络单元依次间隔连接后，贴置于微带基板的另一侧，构成第二辐射层，其中第一个阻抗网络变换单元的端点位于第一辐射层的第一个第一辐射单元中心处的正下方，最后一个阻抗网络变换单元的端点作为第二馈电点，第一馈电点与第二馈电点通过同轴线连接。

所述的第一辐射单元和第二辐射单元长度相等。所述的第二辐射单元宽度为第一辐射单元宽度的3/5。所述的微带基板为聚四氟乙烯材料。所述的第一辐射层和第二辐射层均为金属材料。

本实用新型采用串馈阵列天线技术，具有频带宽，损耗低，增益高，成本低，辐射特性好，结构简单，便于集成，满足WiMAX通信系统的要求。

附图说明

图1是WiMAX全向串馈阵列天线的结构主视图；

图2是WiMAX全向串馈阵列天线的结构后视图；

图3是WiMAX全向串馈阵列天线的驻波比曲线图；

图4是WiMAX全向串馈阵列天线E面的辐射方向图；

图5是WiMAX全向串馈阵列天线H面的辐射方向图。

具体实施方式

如图1、2所示，WiMAX全向串馈阵列天线包括微带基板1、阻抗变换网络单元2、第一辐射单元3、第二辐射单元4、第一辐射层5、第二辐射层6、第一馈电点7、第二馈电点8；n个第一辐射单元3、n个第二辐射单元4和一个第一辐射单元3通过2n个阻抗变换网络单元2依次间隔连接后，贴置于微带基板1的一侧，构成第一辐射层5，其中最后一个第一辐射单元3的端点作为第一馈电点7，n个第一辐射单元3和n个第二辐射单元4通过2n+1个阻抗变换网络单元2依次间隔连接后，贴置于微带基板1的另一侧，构成第二辐射层6，其中第一个阻抗网络变换单元2的端点位于第一辐射层5的第一个第一辐射单元3中心处的正下方，最后一个阻抗网络变换单元2的端点作为第二馈电点8，第一馈电点7与第二馈电点8通过同轴线连接。

所述的第一辐射单元3和第二辐射单元4长度相等。所述的第二辐射单元4宽度为第一辐射单元3宽度的3/5。所述的微带基板1为聚四氟乙烯材料。所述的第一辐射层5和第二辐射层6均为金属材料。

实施例1：

WiMAX全向串馈阵列天线：

采用介电常数为4.1的聚四氟乙烯材料作为微带基板，厚度为1mm。第一辐射层第一辐射单元的个数为6个，第二辐射单元的个数为5个，阻抗网络变换单元个数为10个。第二辐射层第一辐射单元和第二辐射单元的个数均为5个，阻抗网络变换单元的个数为11个。第一辐射单元为矩形，长度为23mm，宽度为10mm。第二辐射单元为矩形，长度与第一辐射单元相同，宽度为6mm。第一辐射层阻抗网络变换单元长度相等，为25mm，宽度相等，为1.6mm。第二辐射层第一个阻抗网络变换单元长度为12.96mm，其余十个阻抗网络变换单元长度相等，为25mm。阻抗网络变换单元宽度均相等，为1.6mm。第一辐射层和第二辐射层的厚度均为0.07mm。第一馈电点和第二馈电点采用同轴线连接，特性阻抗为50Ω。WiMAX全向串馈阵列天线采用串联馈电方式，尺寸为550mm×10mm。采用R3767CH网络分析仪对WiMAX全向串馈阵列天线的驻波比曲线图如图3。由图3可见，WiMAX全向串馈阵列天线在3.0GHz～4.92GHz范围内驻波比小于1.5，适用于WiMAX 3.5GHz及相关工作频段。WiMAX全向串馈阵列天线的E面辐射方向图如图4，天线的主瓣增益达10.5dBi，-3dB波束宽度为9.02°。WiMAX全向串馈阵列天线的H面辐射方向图如图5，辐射方向为全向辐射。