[實用新型]垂直極化寬帶偶極子天線

無效

• 申請號: 201020562330.7
• 申請日: 2010-10-14
• 公開（公告）號: CN201812924U
• 公開（公告）日: 2011-04-27
• 發明（設計）人: 張朋;劉春陽;袁俊
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: H01Q1/27
• 分類號: H01Q1/27;H01Q1/36;H01Q1/42;H01Q9/04;H01Q15/14;H01Q19/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種天線，尤其是一種偶極子天線。

背景技術

目前，機載或車載等高速移動平臺數據鏈測控及通信系統的天線多以偶極子或刀形天線為主，這些天線往往增益較低(0dB以下)、工作頻帶帶寬較窄(小于5％)，同時天線波束在俯仰方向很難滿足3dB波束寬度在正負25度俯仰的要求。而在機載平臺等高速移動測控領域中為了擴展通信控制距離，滿足天線垂直極化輻射、寬頻帶通信要求，同時也要滿足小型化、制作安裝簡便等特性，新的垂直極化、全向、寬頻帶、具有較高增益的移動測控天線的設計日趨重要。中國北京遙測技術研究所的孫向珍在文章《寬頻帶垂直極化天線的研究》(孫向珍，寬頻帶垂直極化天線的研究[J].遙測遙控，25(5)：31-37)中，根據傳統的套筒偶極子天線原理，引入兩個寄生陣子和一個較大的反射底盤替代原有套筒結構，提出了一種名為“仙人掌”天線的理論模型，可將天線駐波在1.5以下的帶寬拓展為將近30％。但是該天線模型僅是基于理論原理計算分析，未考慮工程實際安裝設計的形式要求，也未考慮天線材質(天線罩及底盤材質)對天線結構的影響，且靠增大反射底盤尺寸來拓展帶寬造成整體天線尺寸偏大(底盤直徑大于二分之一波長)，不能滿足機載平臺等高速移動平臺小型化安裝要求。

發明內容

為了克服現有技術不能滿足機載平臺等高速移動平臺小型化安裝要求的不足，本發明提供一種垂直極化寬帶偶極子天線，通過改變天線寄生陣子的數目和尺寸，以較小的反射底盤(小于二分之一波長)和安裝結構同樣達到了寬頻帶工作的要求。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包含天線罩、有源陣子、寄生陣子、陣子絕緣固定支架、絕緣墊片、反射底盤和SMA-KFD108射頻連接件。天線罩使用環氧層壓玻璃布制作，形狀為中空的筒狀，上端為封閉面，下端開口，天線罩壁厚均為百分之一波長。在距離天線罩底部百分之二波長處，天線罩壁的圓周方向上等間距開有若干個固定孔。天線罩的直徑為二分之一波長，高度大于四分之三波長。反射底盤作為天線陣子的支撐及固定件，整體設計為臺階圓柱體，上圓柱直徑尺寸為二分之一波長，下圓柱直徑尺寸比上圓柱直徑大百分之一波長，上圓柱與下圓柱厚度之和應保證SMA-KFD108射頻連接件的螺紋內心伸出上圓柱表面5mm。在反射底盤的上圓柱的圓周方向上距下圓柱上表面百分之二波長處開有與天線罩的固定孔相對應的固定孔。反射底盤中心處開有一個通孔，通孔直徑要求與SMA-KFD108射頻連接件內部的絕緣介質直徑相同，其中放置絕緣墊片，絕緣墊片的上表面與反射底盤的上表面齊平。反射底盤起到對天線匹配及對天線方向圖的調整作用，為減輕天線的整體重量，又能保證天線的結構強度，反射底盤采用硬質鋁材料。有源陣子為黃銅材質的圓柱體結構，長度為二分之一波長，直徑為百分之三波長，在底部開有固定安裝用的內螺紋孔。有源陣子垂直于反射底盤的上表面，其底部端面與絕緣墊片表面相切，SMA-KFD108射頻連接件的螺紋內心穿過絕緣墊片與有源陣子底部螺紋內孔緊密旋接。四個寄生陣子形式相同，與有源陣子間距相等，并在以該間距為半徑的圓周方向上等分布于有源陣子周圍。寄生陣子底部與反射底盤通過螺紋鉸接直接相連，垂直安裝于反射底盤上表面。寄生陣子也采用黃銅棒料制作，結構為圓柱體，直徑為百分之三波長，長度為四分之一波長，底部留有高度與反射底盤厚度相同的外螺紋。射頻連接件為標準的SMA-KFD108射頻接頭，起到將50歐的銅軸電纜與天線可靠連接的作用。上文所述的波長為天線的工作波長。

所述的絕緣墊片為特氟隆材質的圓柱體，直徑與反射底盤中心通孔直徑相同，厚度與反射底盤上圓柱的厚度相同，中心開有一個直徑與SMA-KFD108射頻連接件內導體直徑大小相同的通孔。

根據SMA-KFD108安裝要求在反射底盤的中心孔位的兩邊還各開一個通孔，此通孔位置應考慮避讓過寄生陣子的安裝孔，又能滿足SMA-KFD108的安裝要求。

為方便安裝在寄生陣子的底端開有1mm寬，長度為陣子直徑大小的安裝槽。

所述寄生陣子與有源陣子的間距調整范圍在十分之一波長至五分之一波長。

本發明還包括陣子絕緣固定支架，選用特氟隆材質，整體為圓柱體，厚度為百分之二波長，直徑大小為有源陣子與寄生陣子間距加二倍陣子直徑。陣子絕緣固定支架上面按照有源陣子與寄生陣子的相對位置開有五個陣子直徑大小的安裝通孔，根據安裝孔的位置陣子絕緣固定支架直接套接在相應的陣子上，起到對天線陣子的支撐、固定作用。