本實(shí)用新型適用于WIFI終端設(shè)備(CPE)，4G-LTE與WIFI數(shù)據(jù)傳輸?shù)目臻g對(duì)接轉(zhuǎn)換設(shè)備，衛(wèi)星通訊的室內(nèi)地面中繼系統(tǒng)及各頻段的移動(dòng)通訊室內(nèi)基站天線，移動(dòng)通訊室外基站天線的小型化設(shè)備。GPS地面數(shù)據(jù)接收處理中繼設(shè)備，小型化軍事野戰(zhàn)通訊設(shè)備等。

背景技術(shù)：

目前，對(duì)于天線技術(shù)而言，用于CPE終端設(shè)備和衛(wèi)星通訊的室內(nèi)地面中繼及移動(dòng)通訊室內(nèi)外基站天線的小型化多元化是引領(lǐng)潮流走向數(shù)據(jù)化信息化時(shí)代的標(biāo)志，在未來(lái)的CPE及衛(wèi)星通訊及移動(dòng)通訊4G和5G時(shí)代的室內(nèi)外應(yīng)用具有及其巨大的市場(chǎng)潛力，為適應(yīng)多元化，多目標(biāo)，深層次廣覆蓋的技術(shù)要求，對(duì)天線的小型化，小體積、輕重量以及水平全向高增益方面提出了全新的要求，而現(xiàn)有的全向陣列天線無(wú)論是體積，重量，和增益指標(biāo)基本上還無(wú)法適應(yīng)這一要求。

因此，天線的小型化，輕重量，大增益或超大增益成為未來(lái)技術(shù)的主題。本天線的實(shí)用新型，迅速準(zhǔn)確的直入主題，全部解決了上述的技術(shù)和外觀等的新時(shí)代要求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種體積小、效率高且具有相對(duì)的超大增益的水平全向天線。本實(shí)用新型的機(jī)械壓接構(gòu)件不影響天線性能還增加了天線振子的耦合度，為天線的大規(guī)模生產(chǎn)的一致性和穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。延長(zhǎng)了天線使用壽命。本實(shí)用新型采用創(chuàng)新技術(shù)，在小型平面陣列天線水平全向高增益技術(shù)方面有重大突破。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線，其特征在于:包括PCB板、N對(duì)偶極陣列振子、微帶傳輸線、外套、50歐的饋電同軸線以及連接器，N為大于等于2的整數(shù)，所述PCB板的正反兩面分別沿縱向以一定間距設(shè)置有N對(duì)偶極陣列振子和兩組微帶傳輸線，所述外套裝配于所述PCB板上以保護(hù)的所述PCB板上的金屬部分，每組所述微帶傳輸線分別從所述PCB板底部向上并聯(lián)對(duì)應(yīng)面的N個(gè)所述偶極陣列振子，正面的所述微帶傳輸線位于對(duì)應(yīng)面最底部偶極陣列振子區(qū)域的一段為正面第一級(jí)微帶傳輸線，反面的所述微帶傳輸線位于對(duì)應(yīng)面最底部偶極陣列振子區(qū)域的一段為反面第一級(jí)微帶傳輸線或反面縱深寬度線，所述反面第一級(jí)微帶傳輸線或反面縱深寬度線下端連接有接地的微短寬度線，所述微短寬度線為沿所述PCB板的底部橫向設(shè)置的寬度線，所述正面第一級(jí)微帶傳輸線、反面第一級(jí)微帶傳輸線和微短寬度線構(gòu)成微短耦合式巴倫變換器，所述饋電同軸線的一端通過(guò)焊接方式與所述微短耦合式巴倫變換器電連接，另一端與連接器電連接，所述微短耦合式巴倫變換器與所述反面的第一級(jí)偶極陣列振子構(gòu)成短距耦合結(jié)構(gòu)，此為第一方案；所述正面第一級(jí)微帶傳輸線、反面縱深寬度線與微短寬度線構(gòu)成縱深耦合式巴倫變換器，所述饋電同軸線的一端通過(guò)壓接片和焊接的方式與所述縱深耦合式巴倫變換器電連接，另一端與連接器電連接，所述壓接片位于所述反面縱深寬度線與微短寬度線組合區(qū)域的上方，并通過(guò)螺釘或鉚釘固定于所述PCB板上，所述縱深耦合式巴倫變換器與所述反面的第一級(jí)偶極陣列振子和所述壓接片構(gòu)成縫隙式耦合結(jié)構(gòu)，此為第二方案。以上是本實(shí)用新型的第1、2個(gè)方案。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，一方面，本實(shí)用新型PCB板底部的微帶傳輸線(第一級(jí)傳輸線或反面縱深寬度線)與最底部的偶極陣列振子相耦合，使得天線尺寸大大縮小并對(duì)介質(zhì)損耗和饋線損耗給予補(bǔ)償。另一方面，本實(shí)用新型采用微帶傳輸線耦合接地寬度線(微短寬度線)的方式實(shí)現(xiàn)巴倫變換和平衡輸出的阻抗變換，只需設(shè)置一個(gè)連接器，即可在長(zhǎng)寬高相對(duì)很小的PCB板上實(shí)現(xiàn)很高的水平全向增益。再一方面，本實(shí)用新型在PCB板的底部可通過(guò)微帶傳輸線進(jìn)行直接饋電，避免了饋電同軸線延伸至陣列天線中間饋電而造成的耦合損耗和輻射方向性的下傾問(wèn)題，且使得巴倫變化的平衡輸出更具有實(shí)質(zhì)性，大大提高了天線效率和增益。綜上，本實(shí)用新型微短耦合式巴倫變換器或縱深耦合式巴倫變換器不但體積很小，而且將不平衡輸入轉(zhuǎn)換為平衡輸入并調(diào)節(jié)輸入阻抗，同時(shí)以二次耦合激勵(lì)方式對(duì)偶極陣列振子與微帶傳輸線的相差給予補(bǔ)償，從而大幅度增強(qiáng)PCB板正反兩面最底部偶極陣列振子的激勵(lì)電流。即本實(shí)用新型將天線看成輻射電磁能量的放大器，而相位補(bǔ)償是提高放大器增益的關(guān)鍵技術(shù)，該技術(shù)使得陣列天線的體積可以制作成相對(duì)諧振頻率波長(zhǎng)很小的體積，并使本實(shí)用新型可在長(zhǎng)寬高相對(duì)很小的PCB板上實(shí)現(xiàn)最高達(dá)8dBi的水平全向增益，攻克了相對(duì)于工作頻段小型超薄小體積長(zhǎng)條形平面陣列天線水平全向增益難以突破5dBi的國(guó)際性技術(shù)難關(guān)。

其中，第二方案中，所述壓接片固定于反面縱深寬度線和微短寬度線的上方區(qū)域，以使所述縱深耦合式巴倫變換器與反面最底部偶極陣列振子具有強(qiáng)耦合形式的阻抗變換結(jié)構(gòu)，其中，該結(jié)構(gòu)還形成所述縱深耦合式巴倫變換器與反面最底部偶極陣列振子耦合形式的二次激勵(lì)電流的結(jié)構(gòu)。該方案突破了小型化低成本高增益的技術(shù)難關(guān)，為天線的大規(guī)模生產(chǎn)的一致性和穩(wěn)定性以及裝機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的隨機(jī)方向的信號(hào)搜索性旋轉(zhuǎn)調(diào)試的技術(shù)工藝問(wèn)題奠定了實(shí)用性的基礎(chǔ)，大大延長(zhǎng)了天線的使用壽命，而且壓接片的使用與天線總體成為一體，不僅不會(huì)因機(jī)械性能的加入降低天線的電氣性能指標(biāo)，反而使壓接片成為強(qiáng)耦合增加激勵(lì)電流相差補(bǔ)償?shù)闹匾骷?/p>

基于第2個(gè)方案，所述反面縱深寬度線的中部的兩側(cè)開(kāi)設(shè)有對(duì)稱的縱向凹槽。以上是本實(shí)用新型的第3個(gè)方案。

基于第2個(gè)方案，所述反面縱深寬度線的高度小于等于所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線工作頻率的1/2介質(zhì)波長(zhǎng)。以上是本實(shí)用新型的第4個(gè)方案。

基于第2個(gè)方案，所述反面縱深寬度線的中間設(shè)有雙矩形鏤空結(jié)構(gòu)，以形成退耦電路，最大限度的阻滯降低了微波傳輸反相電流耦合造成的正向電流的相移和衰減度。以上是本實(shí)用新型的第5個(gè)方案。

基于第1、2個(gè)方案，所述外套有兩個(gè)并對(duì)稱設(shè)于所述PCB板的正反兩面，兩個(gè)所述外套與PCB板的形狀匹配的條形結(jié)構(gòu)，且正面的外套和反面的外套分別與天線結(jié)構(gòu)部分的間隙一致，并以卡扣或超聲閉合方式裝配到所述PCB板上。外套的精密技術(shù)確保天線內(nèi)部不受風(fēng)雨潮濕的腐蝕，延長(zhǎng)天線使用壽命，同時(shí)以精確的均勻?qū)ΨQ結(jié)構(gòu)保證了天線的全向輻射的圓度。以上是本實(shí)用新型的第6個(gè)方案。

基于第2個(gè)方案，所述饋電同軸線經(jīng)過(guò)所述微短寬度線并使其一端的外導(dǎo)體接所述縱深耦合式巴倫變換器的外導(dǎo)體連接點(diǎn)，另一端接所述連接器，所述壓接片壓接于所述饋電同軸線的絕緣層上并固定在所述微短寬度線上。以上是本實(shí)用新型的第7個(gè)方案。

基于第7個(gè)方案，所述饋電同軸線的內(nèi)導(dǎo)體從所述PCB板的反面跨過(guò)，通過(guò)所述反面縱深寬度線上設(shè)置的過(guò)孔插入過(guò)渡到正面，并于正面露出部位直接焊接于所述正面第一級(jí)微帶傳輸線的電連接點(diǎn)上。以上是本實(shí)用新型的第8個(gè)方案。

基于第1、2個(gè)方案，兩組所述微帶傳輸線分別連接位于所述PCB板正反面的數(shù)對(duì)偶極陣列振子中間，并被對(duì)應(yīng)面的數(shù)個(gè)所述偶極陣列振子分割為N級(jí)微帶傳輸線，正面數(shù)級(jí)所述微帶傳輸線分別為位于最底部的偶極陣列振子下方的正面第一級(jí)微帶傳輸線以及位于相鄰偶極陣列振子之間的N-1級(jí)正面次級(jí)微帶傳輸線，第一方案中，反面數(shù)級(jí)所述微帶傳輸線分別為位于最底部的偶極陣列振子下方的反面第一級(jí)微帶傳輸線以及位于相鄰偶極陣列振子之間的N-1級(jí)反面次級(jí)微帶傳輸線；第二方案中，反面的N級(jí)所述微帶傳輸線分別為位于最底部的偶極陣列振子下方的反面縱深寬度線以及位于相鄰偶極陣列振子之間的N-1級(jí)反面次級(jí)微帶傳輸線。此為本實(shí)用新型第9、10個(gè)技術(shù)方案。

基于第9或10個(gè)方案，兩組所述微帶傳輸線沿PCB板由底部向上設(shè)置的每一級(jí)微帶傳輸線，其寬度逐級(jí)等寬變小以形成等寬變化式微帶傳輸線。此為本實(shí)用新型第11個(gè)技術(shù)方案。該方案使得本實(shí)用新型使用并饋結(jié)構(gòu)的多對(duì)偶極陣列振子采用每單元向上微帶傳輸線寬度逐漸縮窄的方式，形成寬度漸變模式，滿足輸入阻抗向上振子耦合效應(yīng)阻抗遞增的補(bǔ)償，減少了天線振子耦合所造成的不圓度的偏差。

基于第1、2個(gè)方案，所述正面第一級(jí)微帶傳輸線上刻有阻抗變換槽，且所述阻抗變換槽與巴倫變換器構(gòu)成阻抗變換器。其中，所述阻抗變換槽與巴倫變換器構(gòu)成較大的阻抗變換范圍以實(shí)現(xiàn)同軸線與陣列偶極天線的輸入阻抗并聯(lián)后的阻抗匹配而無(wú)需通過(guò)功分器對(duì)每一對(duì)振子分別饋電。阻抗變換槽與巴倫變換器的阻抗匹配完美結(jié)合，使得本實(shí)用新型可在極短的尺寸范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗變換的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不平衡到平衡輸入的轉(zhuǎn)變。以上是本實(shí)用新型的第12個(gè)方案。

基于第12個(gè)方案，所述阻抗變換槽為凹形，且設(shè)于所述正面第一級(jí)微帶傳輸線或者分別設(shè)于正面第一級(jí)微帶傳輸線和反面第一級(jí)微帶傳輸線的對(duì)稱或非對(duì)稱的凹槽。以上是本實(shí)用新型的第13個(gè)方案。

基于第13個(gè)方案，所述阻抗變換槽為開(kāi)設(shè)于所述正面第一級(jí)微帶傳輸線正面的雙矩形疊加凹槽。此為本實(shí)用新型第14個(gè)方案。

基于第1、2個(gè)方案，所述饋電同軸線內(nèi)導(dǎo)體連接于正面第一級(jí)微帶傳輸線阻抗變換槽的下方的電連接點(diǎn)。此為本實(shí)用新型第15個(gè)方案。

基于第9、10個(gè)方案，所述反面次級(jí)傳輸線和所述正面次級(jí)傳輸線至少有兩個(gè)。以上是本實(shí)用新型的第16個(gè)方案。

基于第1、2個(gè)方案，所述PCB板呈縱向條形，長(zhǎng)寬比大于等于8。天線外形長(zhǎng)寬比大于8的最具實(shí)用性的天線常規(guī)外觀的旋轉(zhuǎn)彎折問(wèn)題，為天線的大規(guī)模生產(chǎn)的一致性和穩(wěn)定性以及裝機(jī)現(xiàn)場(chǎng)的隨機(jī)方向的信號(hào)搜索性旋轉(zhuǎn)調(diào)試的技術(shù)工藝問(wèn)題奠定了實(shí)用性的基礎(chǔ)，以上是本實(shí)用新型的第17個(gè)方案。

基于第1、2個(gè)方案，所述偶極陣列陣子為U形結(jié)構(gòu)，以確保振子的輻射臂最大限度接近自由空間的工作頻率的1/4波長(zhǎng)。

基于第1、2個(gè)方案，所述微短寬度線的高度小于等于所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線工作頻率的1/4介質(zhì)波長(zhǎng)。

基于第1個(gè)方案，相鄰兩陣子的饋電間距為56-69mm。以保證每組陣列振子同相饋電。

更佳者，每一所述側(cè)面相鄰偶極陣列振子的距離為62mm。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型第一實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的反面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線套上外套后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的電壓駐波比示意圖。

圖5是本實(shí)用新型所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線在中心頻率3.55GHZ水平面正負(fù)2度輻射增益圖。

圖6是本實(shí)用新型第二實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖7是本實(shí)用新型第二實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的反面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8是本實(shí)用新型第二實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線的的電壓駐波比示意圖。

圖9是本實(shí)用新型第二實(shí)施例中所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線在中心頻率3.55GHZ水平面正負(fù)2度輻射增益圖。

具體實(shí)施方式

為詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)內(nèi)容、構(gòu)造特征、所實(shí)現(xiàn)目的及效果，以下結(jié)合實(shí)施方式并配合附圖詳予說(shuō)明。

參考圖1至圖2，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100，包括PCB板10、天線振子11-16、微帶傳輸線21-26，外套60、50歐的饋電同軸線30以及連接器50。

參考圖1至圖2，在第一實(shí)施例中，所述天線振子包括3對(duì)偶極陣列振子11-16，在PCB板10的正面從下至上以一定間距設(shè)有3個(gè)偶極陣列振子11-13，由饋電傳輸線構(gòu)成的第一組微帶傳輸線設(shè)于所述PCB板10的正面，而且并聯(lián)所述偶極陣列振子11-13，此時(shí)，三個(gè)偶極陣列振子11-13將該微帶傳輸線分成了三段，由下至上分別為位于最底部偶極陣列振子11下方的正面第一級(jí)微帶傳輸線21，位于偶極陣列振子11、12之間的次級(jí)微帶傳輸線：正面第二級(jí)微帶傳輸線22，以及位于偶極陣列振子12、13之間的次級(jí)微帶傳輸線：正面第三級(jí)微帶傳輸線23。與PCB板10的正面相同，在PCB板10的反面從下至上以一定間距設(shè)有3對(duì)偶極陣列振子14-16，由饋電傳輸線構(gòu)成的第二組微帶傳輸線設(shè)于所述PCB板10的反面并聯(lián)所述偶極陣列振子14-16，此時(shí)，三個(gè)偶極陣列振子14-16將該微帶傳輸線分成了三段，由下至上分別為位于最底部偶極陣列振子14下方的反面第一級(jí)微帶傳輸線24、反面第二級(jí)微帶傳輸線25(位于偶極陣列振子11、12之間)、反面第三級(jí)微帶傳輸線26(位于偶極陣列振子12、13之間)，且所述反面第一級(jí)微帶傳輸線24與所述偶極陣列振子14相耦合。其中，在本實(shí)施例中，所述PCB板10的正反兩面分別有三個(gè)偶極陣列振子，但是偶極陣列振子的數(shù)目并不限制在上述范圍內(nèi)，所述PCB板10正反兩面的偶極陣列振子的數(shù)目還可以是兩對(duì)、四對(duì)、五對(duì)等等N對(duì)，次級(jí)帶狀傳輸線可以僅包括第二級(jí)微帶傳輸線，也可以包括第二級(jí)、第三級(jí)、第四級(jí)等N個(gè)次級(jí)微帶傳輸線，且以不超過(guò)5級(jí)為佳。

其中，本實(shí)用新型PCB板10底部的正面第一級(jí)微帶傳輸線21、反面第一級(jí)微帶傳輸線24分別與最底部的所述偶極陣列振子14相耦合，產(chǎn)生阻抗變換環(huán)節(jié)和二次耦合激勵(lì)電流，使得天線尺寸可以做得更小。

參考圖2，所述PCB板10的反面底部還設(shè)有與所述反面第一級(jí)微帶傳輸線14底端電連接的接地的微短寬度線40，正面第一級(jí)微帶傳輸線21、反面第一級(jí)微帶傳輸線24和所述微短寬度線40構(gòu)成所述微短耦合式巴倫變換器40，所述微短耦合式巴倫變換器40與所述偶極陣列振子14相耦合，所述微短耦合式巴倫變換器400將不平衡輸入轉(zhuǎn)換為平衡輸入并調(diào)節(jié)輸入阻抗，同時(shí)為反面振子14提供二次耦合激勵(lì)電流。所述饋電同軸線30接所述微短耦合式巴倫變換器的內(nèi)外導(dǎo)體連接點(diǎn)(電連接點(diǎn))，另一端接所述連接器50。其中，所述饋電同軸線30一端的外導(dǎo)體接所述微短寬度線400，該端的芯線接所述正面第一級(jí)微帶傳輸線211的電連接點(diǎn)301，饋電同軸線30的芯線另一端接所述連接器50。

其中，所述饋電同軸線30一端的外導(dǎo)體接所述微短寬度線40，前端的芯線焊接在所述正面第一級(jí)微帶傳輸線211的電連接點(diǎn)301上，饋電同軸線30的芯線另一端接所述連接器50。

本實(shí)用新型采用微帶傳輸線耦合微短寬度線400的方式實(shí)現(xiàn)巴倫變換和平衡輸出的阻抗變換，只需設(shè)置一個(gè)連接器50，即可在長(zhǎng)寬高相對(duì)很小的PCB板10上實(shí)現(xiàn)高達(dá)6dbi的水平全向增益(參考圖7)。再一方面，本實(shí)用新型在PCB板的底部通過(guò)微帶傳輸線進(jìn)行直接饋電，避免了饋電同軸線30延伸至天線振子中間饋電而造成的耦合損耗和輻射方向性的下傾問(wèn)題，且使得巴倫變換的平衡輸出更具有實(shí)質(zhì)性，大大提高了天線效率和增益。其中，在本實(shí)施例中，所述PCB板10呈縱向條形，長(zhǎng)寬比大于等于8。

基于上述實(shí)施例，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，PCB板10正反面的微帶傳輸線的寬度按照級(jí)數(shù)由底部向上逐漸變小，以形成等寬逐級(jí)變窄的微帶傳輸線，即正面第三級(jí)微帶傳輸線23窄于正面第二級(jí)微帶傳輸線22，正面第二級(jí)微帶傳輸線22窄于正面第一級(jí)微帶傳輸線21。該方案使得本實(shí)用新型使用并饋結(jié)構(gòu)的多對(duì)偶極陣列振子采用每單元向上微帶傳輸線寬度逐漸縮窄的方式，形成寬度漸變模式，滿足特性阻抗向上振子耦合效應(yīng)造成的阻抗遞增的補(bǔ)償。在本實(shí)用新型的更進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施例中，相鄰等級(jí)的微帶傳輸線寬度等寬變化，減少了天線振子耦合所造成的不圓度的誤差。

基于上述實(shí)施例，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，正面第一級(jí)微帶傳輸線21上刻有阻抗變換槽211，且所述阻抗變換槽211與巴倫變換器的阻抗匹配，共同構(gòu)成了寬范圍的阻抗變換器。阻抗變換槽與巴倫變換器的阻抗匹配完美結(jié)合，使得本實(shí)用新型可在極短的尺寸范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)阻抗變換的同時(shí)實(shí)現(xiàn)不平衡到平衡輸入的轉(zhuǎn)變。另一方面，在單面的微帶傳輸線上刻阻抗變換槽211也實(shí)現(xiàn)了輸入端對(duì)75Ω三單元并聯(lián)后阻抗匹配的要求。具體地，所述阻抗變換槽211為凹形且設(shè)于正面第一級(jí)帶狀傳輸線21兩側(cè)的對(duì)稱凹槽。當(dāng)然，所述阻抗變換槽211也可以為設(shè)于正面第一級(jí)帶狀傳輸線21一側(cè)或兩側(cè)的不對(duì)稱凹槽。

參考圖1，在本實(shí)施例中，所述阻抗變換槽211為一個(gè)矩形凹槽。參考圖6，在本實(shí)用新型第二實(shí)施例中，所述阻抗變換槽211為雙矩形疊加凹槽，且為沿PCB板的縱向方向。

其中，本實(shí)施例中，所述微短寬度線40由一個(gè)沿PCB板橫向設(shè)置的微短寬度線組成，所述微短寬度線40的高度可小于所述微帶傳輸線的寬度。在一更優(yōu)實(shí)施例中，所述微短寬度線40的高度小于等于所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線工作頻率的1/4介質(zhì)波長(zhǎng)。

基于上述實(shí)施例，在本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述PCB板10呈縱向條形，所述微短寬度線40沿所述PCB板10橫向設(shè)置于反面底部。該方案使得本實(shí)用新型所述微短寬度線40具有相對(duì)外圍及周邊空間的極短尺寸，即接地板為極短的導(dǎo)體微帶構(gòu)成，進(jìn)一步減小天線的尺寸。

在本實(shí)施例中，PCB板10正反兩面的數(shù)對(duì)偶極陣列振子中相鄰偶極陣列振子的距離為62mm。以確保各單元陣列振子同相饋電。

其中，所述連接器50為50Ω的SMA連接器，所述饋電同軸線為50Ω的同軸線。

其中，所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100的頻率為3300-3800MHZ，中心頻率為3550MHZ。

參考圖4，是本實(shí)用新型所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100的電壓駐波比示意圖，平均駐波比小于1.5。參考圖5，是本實(shí)用新型所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100在中心頻率3.55GHZ水平面正負(fù)2度的輻射增益圖。

參考圖3，所述外套60設(shè)于所述PCB板10、天線振子、巴倫變換器、微帶傳輸線、同軸線30外，所述連接器50安裝于所述外套60底端。其中，所述外套60裝配于所述PCB板10上以保護(hù)的所述PCB板10上的金屬部分。

較佳者，所述外套60有兩個(gè)并對(duì)稱設(shè)于所述PCB板10的正反兩面，兩個(gè)所述外套60與PCB板10的形狀匹配的條形結(jié)構(gòu)，且正面的外套60和反面的外套60分別與天線結(jié)構(gòu)部分(包括PCB板的金屬部分、偶極陣列振子、微帶傳輸線以及50歐的饋電同軸線)的間隙一致，并以卡扣或超聲閉合方式裝配到所述PCB板10上。

參考圖6和圖7，為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例。參考圖7，與第一實(shí)施例不同的是，在該實(shí)施例中，所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100’的反面縱深寬度線805替換第一實(shí)施例中的反面第一級(jí)傳輸線24。所述正面第一級(jí)微帶傳輸線21、反面縱深寬度線805與微短寬度線40構(gòu)成縱深耦合式巴倫變換器40’，所述饋電同軸線30的一端通過(guò)壓接片801和焊接的方式與所述縱深耦合式巴倫變換器40’電連接，另一端與連接器50電連接，所述壓接片801位于所述反面縱深寬度線805與微短寬度線40組合區(qū)域的上方，并通過(guò)螺釘802固定于所述PCB板10上，所述縱深耦合式巴倫變換器40’與所述反面的第一級(jí)偶極陣列振子14和所述壓接片801構(gòu)成縫隙式耦合結(jié)構(gòu)。

其中，所述反面縱深寬度線805的中間的兩側(cè)開(kāi)設(shè)有對(duì)稱的縱向凹槽806，

其中，所述反面縱深寬度線805的高度小于等于所述水平全向高增益垂直極化陣列偶極天線100工作頻率的1/2介質(zhì)波長(zhǎng)。

其中，所述縱向凹槽803沿所述PCB板縱向設(shè)置的雙矩形鏤空凹槽，雙矩形鏤空凹槽以形成退耦電路結(jié)構(gòu)，最大限度的阻滯降低了微波傳輸反相電流耦合造成的正向電流的相移和衰減度。雙矩形鏤空凹槽即由兩個(gè)矩形凹槽沿PCB板的縱向疊加而成，由位于下方的第一凹槽和位于第一凹槽上方且窄于第一凹槽的第二凹槽組成。

參考圖7，所述壓接片801固定于PCB板10上的微短寬度線40和反面縱深寬度線805上方，以使所述縱深耦合式巴倫變換器40’與反面最底部偶極陣列振子14具有強(qiáng)耦合形式的阻抗變換結(jié)構(gòu)。所述縱深耦合式巴倫變換器40’包括壓接片801下具有縱深向上的反面縱深寬度線805且與反面最底部偶極陣列振子14具有強(qiáng)耦合形式的阻抗變換結(jié)構(gòu)。其中，所述反面縱深寬度線805位于雙矩形鏤空凹槽下方的部分與微短寬度線40相連。壓接片801固定于微短寬度線40和反面縱深寬度線805連接的部分。

其中，所述饋電同軸線30經(jīng)過(guò)所述微短寬度線40并使其一端的外導(dǎo)體接縱深耦合式巴倫變換器40’的外導(dǎo)體連接點(diǎn)與反面縱深寬度線805805區(qū)域，另一端接所述連接器50，所述壓接片801壓接于所述饋電同軸線30的絕緣層31上并通過(guò)壓接螺釘802將所述壓接片801固定在微短寬度線400的上方。該方案使得本實(shí)用新型便于批量生產(chǎn)和裝配。當(dāng)然，壓接螺釘802也可以由壓接鉚釘代替。

參考圖6和圖7，所述饋電同軸線30的內(nèi)導(dǎo)體從PCB板10反面穿過(guò)縱深耦合式巴倫變換器40’至正面第一級(jí)微帶傳輸線21上焊接，且正面第一級(jí)微帶傳輸線21有雙矩形疊加凹槽構(gòu)成阻抗變換槽211’。

參考圖8為本實(shí)用新型第二實(shí)施例方案的駐波比示意圖。工作頻段內(nèi)最大駐波小于1.5，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)為1.8。參考圖9為本實(shí)用新型第二方案的增益與不圓度實(shí)測(cè)參數(shù)示意圖，在整個(gè)工作頻段內(nèi)，不圓度全部小于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)2.0dB的情況下(按照測(cè)試數(shù)據(jù)最大最小增益dB值得比值除2計(jì)算)，最大頻點(diǎn)增益達(dá)到9.99dB，扣除暗室補(bǔ)償精度誤差，接近9dBi.最大頻點(diǎn)平均增益計(jì)算所得為7.95dB，扣除暗室補(bǔ)償精度誤差，約等于6.25dBi,極其接近3級(jí)諧振式陣列偶極天線理論合成最大增益6.45dBi。由此證實(shí)了本實(shí)用新型創(chuàng)造的垂直極化陣列偶極天線使用了二次耦合激勵(lì)相差補(bǔ)償?shù)酿侂娂白杩棺儞Q和平衡不平衡變換合二為一的技術(shù)，使得本實(shí)用新型具備小型化，輕重量，超薄型特征。

綜上，本實(shí)用新型提供了一種體積小、效率高且具有相對(duì)的超大增益的水平全向天線。其關(guān)鍵技術(shù)在于巴倫變換器(包括微短耦合式巴倫變換器及縱深耦合式巴倫變換器)與二次耦合激勵(lì)及相位補(bǔ)償?shù)囊惑w化，其理論依據(jù)是將天線看成輻射電磁能量的放大器，而相位補(bǔ)償是提高放大器增益的關(guān)鍵技術(shù)。將天線的初級(jí)振子(偶極陣列振子14)與巴倫變換器耦合，減少了阻抗變換環(huán)節(jié)所需要的金屬構(gòu)件和復(fù)雜度。該項(xiàng)技術(shù)的成功創(chuàng)造，使超小型高增益平面陣列天線技術(shù)進(jìn)入了大批量走向市場(chǎng)的實(shí)用階段。本實(shí)用新型適用于1.92-10GHz甚至以上頻段的無(wú)線通訊設(shè)備的小型化水平全向高增益天線。在1920-2170MHz的最低頻段工作時(shí)，天線高度不超過(guò)260MM，寬度小于30MM,卻能達(dá)到高于6dBi的水平全向增益。再者，本實(shí)用新型第二實(shí)施例使機(jī)械壓接構(gòu)件不影響天線性能還增加了天線振子的耦合度，為天線的大規(guī)模生產(chǎn)的一致性和穩(wěn)定性奠定了基礎(chǔ)。延長(zhǎng)了天線使用壽命。本實(shí)用新型采用創(chuàng)新技術(shù)，在小型平面陣列天線水平全向高增益技術(shù)方面有重大突破。

以上所描述的僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，當(dāng)然不能以此來(lái)限定本實(shí)用新型之權(quán)利范圍，因此依本實(shí)用新型申請(qǐng)專利范圍所作的等同變化，仍屬本實(shí)用新型所涵蓋的范圍。