申请/专利权人：中国电子科技集团公司第五十四研究所

申请日：2018-11-07

公开（公告）日：2019-01-22

公开（公告）号：CN109256611A

主分类号：H01Q1/12(2006.01)I

分类号：H01Q1/12(2006.01)I;H01Q1/36(2006.01)I;H01Q19/17(2006.01)I

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2019.02.22#实质审查的生效;2019.01.22#公开

摘要：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。

主权项：1.一种高增益Yagi天线，其特征在于：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。

全文数据：一种高增益Yagi天线及其制备方法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＝10Lλ估算出天线增益G2，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λ4，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。yagi天线自有源阵子到反射阵子的后向辐射很弱，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，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。附图说明图1为新型EBG天线阵元结构图；附图标记说明：金属梁杆1、无源振子2、锥斗3。具体实施方式如图1所示，提供了一种高增益Yagi天线，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或者为V形栅条方向与无缘振子平行栅条状反射器。，锥斗的开口端与金属梁杆相对，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，锥斗的中心与无源振子的中线位于同一直线上，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，其特征在于：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；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＝10Lλ估算出天线增益G2，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。3选定有源阵子个数，确定有源阵子的个数N，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。

权利要求：1.一种高增益Yagi天线，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述的一种高增益Yagi天线，其特征在于：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。3.根据权利要求2所述的一种高增益Yagi天线，其特征在于：锥斗的中心与无源振子的中线位于同一直线上。4.根据权利要求2所述的一种高增益Yagi天线，其特征在于：所述的金属梁杆与锥斗的中心电性连接。5.一种高增益Yagi天线制备方法，其特征在于：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。6.根据权利要求5所述的一种高增益Yagi天线制备方法，其特征在于：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＝10Lλ估算出天线增益G2，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。

百度查询： 中国电子科技集团公司第五十四研究所 一种高增益Yagi天线及其制备方法

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