[实用新型]一种基于容性加载的小型化准八木天线

说明书

技术领域

本实用新型涉及八木天线领域，特别是一种基于容性加载的小型化准八木天线。

背景技术

八木天线(Yagi-Uda Antenna)是一种常规天线，它有很好的方向性，较偶极天线有高的增益，可适用于测向、远距离通信等领域。但由于传统的八木天线是一种立体性天线，体积较庞大，与微波电路集成较为困难。1998年，加利福尼亚大学洛杉矶分校的Itoh教授领导的科研小组巧妙地将八木天线技术引用至印刷电路板(PCB)上，并利用印刷振子和接地板实现了引向器，馈电振子和反射器功能，减小了传统八木天线的尺寸。同时在天线结构上采用1/4波长转换器，平衡巴伦，差模馈电等技术，解决了传统八木天线中的窄带问题，一时成为国际上的研究热点，并将这种天线命名为准八木天线(Quasi Yagi-Uda Antenna)。随后的工作主要围绕进一步展宽带宽实现宽频，多频以及针对准八木天线阵列展开，并取得了不错的研究成果。

如图1所示，传统的准八木天线由反射器，馈源振子和引向器构成，从横向尺寸看馈源振子全长度Ldri约为(0.45～0.48)λ₀，λ₀为辐射信号自由空间波长，反射器长度Lref略长于馈源振子，引向器略短于馈源振子，因而横向长度应略大于0.5λ₀；从纵向长度分析，反射器和馈源振子间距Sref约为0.2λ₀，馈源振子与引向器间距Sdir为0.2λ₀，因而传统三元八木天线的大小约为0.5λ₀*0.4λ₀。

将上述结论置于微带八木天线，如图2所示，由于介质作用，馈源振子等单元横向尺寸会有一定的缩小，但是由于存在介质-空气边界对电磁信号的影响，天线末端仍需与介质边缘有一定间距，故而一般仍采用的0.5λ₀的选择尺寸；纵向方面，馈源振子与共面带线、差模馈电电路、巴伦相连，后者具有稳定带宽的作用，长度约为0.25λ₀。同时考虑到天线微带馈线的长度，纵向尺寸整体算来，也约为0.5λ₀，天线基片的尺寸一般略大于0.5λ₀。为实现高增益时，如增加引向器数目尺寸会变得更大。

可知，该三元准八木天线的尺寸大小为0.5λ₀*0.5λ₀。采用该纵向布局，天线尺寸纵向长度有相当一部分被平衡巴伦占用,使得从准八木天线的整体结构来看，布局较为松散，整个天线结构显得体积较大。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提出一种分别从纵向和横向尺寸上进行缩减，并能确保良好的电气性能特性的基于容性加载的小型化准八木天线。

本实用新型采用如下技术方案：

一种基于容性加载的小型化准八木天线，包括介质基板，设置于该介质基板正面的天线馈线、平衡巴伦、差模馈电电路、共面带线、馈源振子和引向器，及设置于该介质基板反面的接地片；其特征在于：该天线馈线一端连接天线端口，另一端连接平衡巴伦一端；该平衡巴伦另一端与差模馈电电路一端相连，该天线馈线和平衡巴伦水平并列地布置于该介质基板一端的一侧；该差模馈电电路另一端与共面带线一端相连，且该差模馈电电路水平布置于介质基板该端的另一侧；该馈源振子水平布置于该介质基板中部，馈源振子的源端与共面带线另一端相连，馈源振子两辐射端还分别设有第一金属条和第二金属条以实现容性加载；该引向器水平地布置于该介质基板另一端。

优选的，所述接地片还作为反射器，且其两侧分别连接有第三金属条和第四金属条以实现容性加载。

优选的，所述接地片位于与所述差模馈电电路相对应一端，该第三金属条和第四金属条长度为0.069λ-0.077λ，该λ为辐射信号自由空间波长。

优选的，所述第一金属条和第二金属条为“丨”字型、“匚”字型或三角形或圆弧形。

优选的，所述接地片长度为0.34λ-0.39λ。

优选的，所述介质基板的相对介质常数的范围为3-6.5。

优选的，所述馈源振子长度为0.30λ-0.33λ。

优选的，所述第一金属条和第二金属条长度为0.003λ-0.049λ。

优选的，所述介质基板的长度为0.34λ-0.39λ，宽度为0.36λ-0.43λ。

由上述对本实用新型的描述可知，与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：