全向天線，即在水平方向圖上表現(xiàn)為360°都均勻輻射，也就是平常所說的無方向性，在垂直方向圖上表現(xiàn)為有一定寬度的波束，一般情況下波瓣寬度越小，增益越大。全向天線在移動通信系統(tǒng)中一般應(yīng)用于郊縣大區(qū)制的站型，覆蓋范圍大。全向天線會向四面八方發(fā)射信號，前后左右都可以接受到信號，定向天線就好像在天線后面罩一個碗狀的反射面，信號只能向前面?zhèn)鬟f，射向后面的信號被反射面擋住并反射到前方，加強了前面的信號強度。下圖為定向天線的信號輻射圖。定向天線的主要輻射范圍象個倒立的不太完整的圓錐。
單極子1.1 微帶饋電的單極子。平面單極子天線 結(jié)構(gòu)簡單，有接近全向的輻射方向圖，在通信中被廣泛的應(yīng)用，如下圖所示的單極子天線。該天線的最大不同之處在于地面的變形，常規(guī)天線的地面經(jīng)常是整個介質(zhì)的尺寸，而該單極子的地面只有介質(zhì)的一半還小，且一邊改為橢圓形與三角形組成，橢圓形長短半軸之比為 1.8,單極子也為橢圓形，長短半軸之比為 1.2,整個天線有微帶饋電，地面寬度W和饋電縫隙處的長度h是影響天線性能的主要參數(shù)。
1.2 共面波導(dǎo)饋電的單極子天線。其特點之一是用到共面波導(dǎo)饋電，共面波導(dǎo)與傳統(tǒng)的微帶線相比有兩大優(yōu)點：高頻的低偏移特性和寬的阻抗帶寬。另一特點在于輻射單元采用六邊形貼片，與其他的長方形，正方形，三角形相比，六邊形也有寬帶特性的固有優(yōu)點。整個天線饋電部分通過在接地共面波導(dǎo)上下面上開孔，使得上下兩層面之間形成短路，從而阻止了寄生模式的產(chǎn)生，而且孔的數(shù)量也可改變天線的輸入阻抗。從圖中還可看到，六邊形貼片下地面被移去，這樣可以促使底部寬邊的輻射。通過調(diào)節(jié)饋線以及饋線兩側(cè)縫隙的寬度可以達到良好的匹配，這也使得天線容易得到阻抗匹配。
偶極子單極子和偶極子雖然理論上具有全向的輻射模式，但實際上因饋線的影響，垂直面上電場下傾，使得水平方向上的輻射特性受到影響，因此很難得到的全向方向圖。天線 由偶極子組成，通過合理安排偶極子輻射單元與饋線的隔離，屏蔽了饋線的影響，使水平方向上達到全向輻射，天線通過采用另一偶極子作為寄生單元，使得整個天線工作在兩個頻段 0.9GHZ和 2.0GHZ，且天線增益很高，兩個頻段分別達到 10dBi和 12dBi。整個天線結(jié)構(gòu)為：中間為一金屬管，圍繞金屬管有四片介質(zhì)，每一介質(zhì)上有兩個帶有寄生單元的偶極子，偶極子長度為137mm，工作頻率為0.9GHZ，寄生單元長度為47mm，工作頻率為2.0GHZ，同一基片上兩個偶極子的中心距離為 150mm,整個天線用一直徑為 110mm的柱形天線罩包起。天線的饋電部分用到四路工分器和巴侖。
陣列全向天線一般的單元天線很難形成全向輻射，我們可以考慮將其組成陣列，從而可以使陣列天線形成全向方向圖。而且單個天線的增益一般有限，通過組成陣列，可以提高增益，從而滿足我們所想要設(shè)計的全向高增益的要求。
微帶全向天線微帶天線因其結(jié)構(gòu)簡單，加工成本低，重量輕等諸多優(yōu)點，成為天線領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，因此，各種性能的微帶天線都在被研究，全向性也成為微帶天線發(fā)展的一個趨勢，比如利用微帶傳輸線進行交叉饋電可以實現(xiàn)微帶天線的全向輻射性能。一個多點激勵的直線陣列天線 ，該天線由多個λ /2的微帶段級連而成，微帶線段的地板和導(dǎo)帶在介質(zhì)基片的兩面交替放置，并且微帶的地板寬度是變化的，利用交叉連接來達到倒相的目的。該結(jié)構(gòu)中除了傳輸模，還存在交叉連接點的不連續(xù)性形成的輻射模，波沿導(dǎo)帶和地板的內(nèi)表面?zhèn)鬏?，輻射的大小由地板寬度來控制，為得到良好的全向性能，寬度限制在大約λ /4范圍內(nèi)。欲使該天線達到良好的輻射效率，還可以對其進行阻抗匹配，在每段導(dǎo)帶上添加矩形帖片，通過增加電抗分量來改善匹配。
下載文檔
