L波段全向天线的研究与设计涉及多个方面,以下是对其关键要点及设计思路的详细阐述:
一、L波段全向天线概述
L波段全向天线在水平方向图上表现为360°都均匀辐射,即无方向性,在垂直方向图上表现为有一定宽度的波束。这种天线在移动通信系统中一般应用于郊县大区制的站型,覆盖范围大。L波段的频率范围是1GHz~2GHz,全向天线在该波段的设计需考虑其增益、波瓣宽度、辐射特性等因素。
二、L波段全向天线设计要点
天线结构选择:
- 可以采用微带天线结构,因其结构简单、加工成本低、重量轻等优点,成为天线领域的一项关键技术。例如,利用微带传输线进行交叉馈电可以实现微带天线的全向辐射性能。
- 也可以考虑偶极子天线结构,通过合理安排偶极子辐射单元与馈线的隔离,屏蔽馈线的影响,使水平方向上达到全向辐射。
增益与波瓣宽度:
- 增益是天线为射频信号增加的能量,一般情况下波瓣宽度越小,增益越大。在设计L波段全向天线时,需要权衡增益与波瓣宽度的关系,以满足特定应用场景的需求。
- 对于需要覆盖较大范围的应用场景,可能需要牺牲部分增益以换取更宽的波瓣宽度;而对于需要高精度定位或远距离通信的应用场景,则可能需要更高的增益。
馈电系统设计:
- 馈电系统的设计对天线的性能有重要影响。在设计L波段全向天线时,需要选择合适的馈电方式(如同轴馈电、微带馈电等),并优化馈电点的位置和阻抗匹配,以确保天线的辐射效率和稳定性。
多频段与共轴设计:
- 在某些应用场景中,可能需要天线同时支持多个频段。这时可以考虑采用多频段共轴全向天线设计,将不同频段的天线单元按照同轴共线方式放置,并通过双工器实现异频合路。
三、L波段全向天线研究案例
在实际研究中,已有多种L波段全向天线设计方案被提出并验证。例如,有研究提出了基于MEMS硅基底的L波段微带天线设计,通过曲流与销钉加载相结合的方式实现了天线的小型化;还有研究设计了L波段宽带抗遮挡全向印刷偶极子天线,通过增加套筒显著提高了偶极子的带宽和抗遮挡性能。