[发明专利]一种高增益Yagi天线及其制备方法

说明书

本发明提供了一种高增益Yagi天线及其制备方法，包括金属梁杆，沿着金属梁杆长方向布设多根无源振子，所述的无源振子垂直于金属梁杆，各个无源振子中线与金属梁杆的中轴线位于同一平面内，金属杆与无源振子绝缘设置，位于金属梁杆的正下方设置有一反射单元，反射单元为锥斗，锥斗的开口端与金属梁杆相对，yagi天线自有源阵子到反射阵子的后向辐射已经很弱，用锥篼作为反射阵子，有利于改善yagi的前后比，明显改善天线的增益，有时为了增加yagi天线的前向增益、减小旁瓣，可采用矩形或者圆形栅格网状，或者V形栅条状栅条方向与阵子平行的反射器。

技术领域

本发明涉及卫星导航领域中的一种高增益Yagi天线及其制备方法。

技术背景

Yagi天线可以实现较高的增益，其具有馈电方式简单、成本低的优点，但是其工作频带较窄，仅仅通过理论来确定各个振子长度是非常困难的，一般通过软件仿真和智能优化算法进行计算，Yagi天线又称波渠天线、引向天线，它由多根无源振子和一根有源振子组成，各阵子中心在一条直线上，有一根垂直于各振子中心的金属杆称为大梁，金属杆要与有源振子绝缘，无源振子则需要固定在金属杆上，有源阵子一般为半谐振长度，由同轴线馈电，Yagi天线的最大辐射方向在天线所在平面内，由各个振子的中轴线指向引向阵子的方向，有源阵子通过同轴线馈电后，向空间辐射电磁波，无源振子中产生感应电流，同时也产生辐射，现有的Yagi天线，反射性较差，模型建立过程繁琐。

发明内容

本发明的目的是设计针对现有技术中，增益幅度较少，缺乏稳定性的特点，而提供了一种超宽带阿基米德螺旋阵列天线，其实现了高平衡对称结构特性。

提供的技术方案为：

提供了一种高增益Yagi天线，其包括金属梁杆1，沿着金属梁杆长方向布设多根无源振子2，所述的无源振子垂直于金属梁杆，各个无源振子中线与金属梁杆的中轴线位于同一平面内，金属杆与无源振子绝缘设置，位于金属梁杆的正下方设置有一反射单元，反射单元为锥斗3，锥斗的开口端与金属梁杆相对。

进一步的，锥斗为顶部开口底端闭合的闭合锥斗或者锥斗为网格锥篼。

进一步的，锥斗的中心与无源振子的中线位于同一直线上。

进一步的，所述的金属梁杆与锥斗的中心电性连接。

提供了一种高增益Yagi天线制备方法，：

1预设频率，预设频率值为f，根据C＝λ*f，求出波长为λ；

2确定天线高度，设定天线高度为L，L＝3-3.5λ,截取长度为L的金属杆作为金属梁杆了；

3选择有源阵子分布方式，采用无源振子间距不等或者采用间距相等的方式排布无源振子，无源振子的间距为0.15-0.4λ，无源振子的间距小于0.4λ，确定有源阵子间距后，将有源阵子绝缘固定在金属梁杆上，高增益Yagi天线制备完成。

进一步的，在步骤2完成后估算天线增益，估算天线增益步骤为，预设所需增益值为G1-Gn，根据G＝10L/λ估算出天线增益G 2，若G2存在G1-Gn内，则本步骤完成，若G2不存在则重新进行步骤1预设频率，直至G2存在G1-Gn内。

本发明相对于现有技术而言具有的有益效果在于：

通过改变无源振子长度及其与有源阵子之间的距离，也会改变无源振子上感应电流的相位和幅度，这样就可以改变有源振子的方向图。各振子间的距离一般小于λ/4，比有源振子短的无源振子成为引向器，比有源振子长的无源振子成为反射器。

一种新型Yagi天线设计方法，其极大地提高了Yagi天线的前向增益，优化锥篼的直径和倾角，与Yagi各个振子协同进行仿真，可以比传统yagi结构增益有很大的提高。为了减轻天线的重量，并且减小风阻，锥篼的结构也可以采用网状，镂空的网格大小应该不超过波长的十分之一。