CN101345342B - 一种与安装面结构共形的全向宽带天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种与安装面结构共形的全向宽带天线，该全向宽带天线包括有同轴馈电接头、圆柱形背腔(1)、玻璃钢罩(2)、金属上盖(3)、金属下盖(7)、套筒(8)，三组短路柱、三个支撑架；三组短路柱设置在金属上盖(3)与金属下盖(7)之间，三个支撑架安装在套筒(8)的内壁上；套筒(8)焊接在圆柱形背腔(1)内，且位于锥形底面(101)与过渡段(103)的接合处；玻璃钢罩(2)安装在圆柱形背腔(1)的凸缘台(104)上；金属上盖(3)的正面圆盘(35)与玻璃钢罩(2)贴合；金属上盖(3)的正面圆盘(35)与玻璃钢罩(2)贴合，能够使全向宽带天线内嵌到移动平台的安装平面内实现结构共形。
Description
技术领域
本发明涉及一种全向宽带天线，更特别地说，是指一种与安装面结构共形的全向宽带天线。本发明设计的天线结构是内嵌安装在移动平台的安装平面内。
背景技术
目前应用于电子通讯上移动平台的全向宽带天线，一般多采用马刀型天线，马刀天线虽然结构简单、电气性能稳定，但由于受到天线形式的限制，马刀天线与平台的装配，使马刀天线必须伸出平台表面，破坏了平台的气动特性，同时对平台的电磁特性也带来一定影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种与安装面结构共形的全向宽带天线，该天线为结构共形天线，可实现齐平安装，从而与移动平台机体表面结构很好地融合在一起。与目前使用的马刀型天线相比，齐平安装的天线可以减少对平台气动性能的负面影响，并且安装位置灵活，可以选择便于天线发挥功效的地方安装。
本发明是一种与安装面结构共形的全向宽带天线，该全向宽带天线包括有同轴馈电接头、圆柱形背腔1、玻璃钢罩2、金属上盖3、金属下盖7、套筒8，以及三组短路柱(第一组短路柱4、第二组短路柱5、第三组短路柱6)、三个支撑架(A支撑架11、B支撑架12、C支撑架13)；三组短路柱设置在金属上盖3与金属下盖7之间，三个支撑架安装在套筒8的内壁上；玻璃钢罩2安装在圆柱形背腔1的凸缘台104上；金属上盖3的正面圆盘35与玻璃钢罩2贴合；套筒8焊接在圆柱形背腔1内，且位于锥形底面101与过渡段103的接合处。
所述与安装面结构共形的全向宽带天线，圆柱形背腔1与金属下盖7能够产生中频谐振点；圆柱形背腔1与金属下盖7、三个支撑架以及套筒8可以产生低频谐振点；圆柱形背腔1与金属下盖7、三组短路柱以及金属上盖3可以产生高频谐振点。
本发明与安装面结构共形的全向宽带天线的优点在于：
(1)采用圆柱形背腔1与金属下盖7、三个支撑架、套筒8、金属上盖3之间的组合可以产生三个谐振点。
(2)采用离散方式布局三组短路柱在金属上盖3与金属下盖7之间，在保证了这三者的紧密固连的同时，有效地减轻了天线自身重量。
(3)圆柱形背腔1的底部设计成锥形渐变结构，使得本发明天线的带宽得以展宽。
(4)采用玻璃钢罩2作为天线的外壳体与移动平台壳体之间齐平安装，改善了平台的气动特性以及电磁特性；同时提高了本发明天线的使用寿命。
附图说明
图1是本发明与安装面结构共形的全向宽带天线的外部结构图。
图1A是图1的A-A视图。
图2是未装配玻璃钢罩的与安装面结构共形的全向宽带天线的外部结构图。
图2A是A短路柱的俯视图。
图2B是A短路柱的仰视图。
图2C是金属上盖、三组短路柱、金属下盖三者的爆炸示图。
图3是圆柱形背腔、套筒、支撑架三者之间的装配图。
图4是圆柱形背腔的结构图。
图4A是馈电盘的结构放大示图。
图中： 1.圆柱形背腔 101.锥形底面 102.馈电盘 121.C通孔
122.螺纹孔 103.过渡段 104.凸缘台 105.B通孔 106.空腔
2.玻璃钢罩 201.A通孔 3.金属上盖 31.A组沉头孔 32.B组沉头孔
33.C组沉头孔 34.背面圆盘 35.正面圆盘 4.第一组短路柱 41.A短路柱
401.上端 402.上螺纹盲孔 403.下端 404.下螺纹盲孔 5.第二组短路柱
51.沉头螺钉 6.第三组短路柱 7.金属下盖 71.D组沉头孔 72.E组沉头孔
73.F组沉头孔 74.正面圆盘 75.D通孔 8.套筒
11.A支撑架 12.B支撑架 13.C支撑架
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做进一步的详细说明。
本发明设计的与安装面结构共形的全向宽带天线，圆柱形背腔1与金属下盖7能够产生中频谐振点；圆柱形背腔1与金属下盖7、三个支撑架以及套筒8可以产生低频谐振点；圆柱形背腔1与金属下盖7、三组短路柱以及金属上盖3可以产生高频谐振点。
参见图1、图1A所示，本发明是一种与安装面结构共形的全向宽带天线，该全向宽带天线包括有同轴馈电接头(具有圆形端子的N型射频同轴连接器)、圆柱形背腔1、玻璃钢罩2、金属上盖3、金属下盖7、套筒8，以及三组短路柱(第一组短路柱4、第二组短路柱5、第三组短路柱6)、三个支撑架(A支撑架11、B支撑架12、C支撑架13)；套筒8焊接在圆柱形背腔1内，且位于锥形底面101与过渡段103的接合处。
参见图1、图1A、图4、图4A所示，圆柱形背腔1为一体加工成型件，圆柱形背腔1的底部设计成过渡段103、锥形底面101、馈电盘102，馈电盘102位于圆柱形背腔1底部的中心位置；馈电盘102的中心开有C通孔121，C通孔121的四周开有螺纹孔122，C通孔121内放置有同轴馈电接头，螺纹孔122与螺钉的配合用于将同轴馈电接头固定在馈电盘102上。锥形底面101与过渡段103的接合处安装(焊接)有套筒8；在本发明中，馈电盘102加工在圆柱形背腔1的底部时，只需在圆柱形背腔1的中心位置凸起一圆柱台面即可。当馈电盘102设计成一个分开的器件时(参见图4A所示)，该馈电盘102为圆环形状。锥形底面101的锥角θ为60～80°，较佳锥角θ为70°。锥角θ是锥形底面101与中心线的夹角。同轴馈电接头通过电缆线与外接接收机或发射机连接。
圆柱形背腔1的上部有凸缘台104，凸缘台104上开有多个B通孔105，B通孔105用于与A通孔201对齐后，采用螺钉与螺母的配合实现将玻璃钢罩2安装在圆柱形背腔1的凸缘台104上。
参见图1所示，玻璃钢罩2为圆盘结构，玻璃钢罩2的外缘上设有多个A通孔201，该A通孔201与圆柱形背腔1的凸缘台104上设有的B通孔105对齐，采用螺钉与螺母的配合实现将玻璃钢罩2安装在圆柱形背腔1的凸缘台104上。
参见图1A、图2C所示，金属上盖3为圆盘结构，金属上盖3上设有A组沉头孔31、B组沉头孔32、C组沉头孔33，这三组沉头孔共计18个沉头孔，该18个沉头孔分别与18个短路柱上的螺纹盲孔匹配。即金属上盖3上的A组沉头孔31、B组沉头孔32、C组沉头孔33分别与第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6的上螺纹盲孔对齐，通过沉头螺钉将第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6的一端螺纹连接在金属上盖3的背面圆盘34上。金属上盖3的作用是辐射或接收电磁信号。金属上盖3的正面圆盘35与玻璃钢罩2贴合，且玻璃钢罩2与圆柱形背腔1的凸缘台104固连。可以使本发明全向宽带天线内嵌到移动平台的安装平面内实现结构共形，且玻璃钢罩2与平台表面齐平(共面)，改善了平台的气动特性以及电磁特性；同时提高了本发明天线的使用寿命。
参见图1A、图2、图2A所示，金属下盖7为圆盘结构，金属下盖7的圆盘边缘设有三个D通孔75(这三个D通孔75分别与A支撑架11、B支撑架12和C支撑架13上的通孔配合，实现将金属下盖7与套筒8的安装)，金属下盖7上设有D组沉头孔71、E组沉头孔72、F组沉头孔73，这三组沉头孔共计18个沉头孔，该18个沉头孔分别与18个短路柱上的螺纹盲孔匹配。金属下盖7上的D组沉头孔71、E组沉头孔72、F组沉头孔73分别与第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6的下螺纹盲孔对齐，通过沉头螺钉将第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6的另一端螺纹连接在金属下盖7的正面圆盘74上。
参见图1A、图3所示，套筒8为一圆环结构。圆柱形背腔1、套筒8、金属下盖7以及三个支撑架的组合能够在低频端增加一个谐振点，从而可进一步展宽天线带宽。
参见图1A、图2、图2A、图2B、图2C所示，第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6的结构相同，第一组短路柱4、第二组短路柱5和第三组短路柱6安装在金属上盖3与金属下盖7之间，保证三组短路柱与金属上盖3与金属下盖7之间固连。在图2A、图2B中，A短路柱41的两端分别设计为带有内螺纹的盲孔，即A短路柱41的上端401设有上螺纹盲孔402，A短路柱41的下端403设有下螺纹盲孔404。
参见图1A、图3所示，A支撑架11、B支撑架12和C支撑架13的结构相同，且支撑架上设有通孔，该通孔与D通孔75配合。A支撑架11、B支撑架12和C支撑架13扩大了金属下盖7与套筒8的安装面。
本发明的结构共形天线除玻璃钢罩2以外，均采用铝材加工，有效地减轻了天线的自身重量。
本发明全向宽带天线的工作过程是：当发射信号时，同轴馈电接头输入外接发射机的发射信号，信号输入到馈电探针，探针通过金属下盖7、套筒8、三组短路柱、金属上盖3激起电磁波，并辐射到空间。
当接收信号时，空间电磁波由金属上盖3接收，通过三组短路柱、金属下盖7、套筒8、金属上盖3耦合，经馈电探针输出到同轴馈电接头，并输出到外接接收机。
本发明天线结构不需要添加匹配网络即可实现与标准同轴电缆之间的良好匹配，性能稳定。在工作频段内驻波比小于2.5，天线的辐射方向图水平全向，可有效满足实际应用需要。
本发明天线采用与移动平台齐平安装方式(将圆柱形背腔1内嵌在平台内，从外表上看圆柱形背腔1的凸缘台104与平台的表面齐平)，可实现与安装平台的良好融合，不突出平台表面。这种结构与目前使用的马刀型天线相比，可有效的减少对平台气动性能的负面影响，可承受更高的载荷，同时安装位置灵活，便于天线效能发挥。
Claims (4)
1.一种与安装面结构共形的全向宽带天线，其特征在于：该全向宽带天线包括有同轴馈电接头、圆柱形背腔(1)、玻璃钢罩(2)、金属上盖(3)、金属下盖(7)、套筒(8)，三组短路柱、三个支撑架；三组短路柱设置在金属上盖(3)与金属下盖(7)之间，三个支撑架安装在套筒(8)的内壁上；套筒(8)焊接在圆柱形背腔(1)内，且位于锥形底面(101)与过渡段(103)的接合处；玻璃钢罩(2)安装在圆柱形背腔(1)的凸缘台(104)上；金属上盖(3)的正面圆盘(35)与玻璃钢罩(2)贴合；
所述三组短路柱是指结构相同的第一组短路柱(4)、第二组短路柱(5)、第三组短路柱(6)；
所述三个支撑架是指结构相同的A支撑架(11)、B支撑架(12)、C支撑架(13)；
圆柱形背腔(1)为一体加工成型件，圆柱形背腔(1)的底部有馈电盘(102)、锥形底面(101)、过渡段(103)，馈电盘(102)位于圆柱形背腔(1)底部的中心位置，馈电盘(102)的中心开有C通孔(121)，C通孔(121)的四周开有螺纹孔(122)，C通孔(121)内放置有同轴馈电接头；圆柱形背腔(1)的上部有凸缘台(104)，凸缘台(104)上开有多个B通孔(105)，B通孔(105)用于与A通孔(201)对齐后，采用螺钉与螺母的配合实现将玻璃钢罩(2)安装在圆柱形背腔(1)的凸缘台(104)上；
玻璃钢罩(2)为圆盘结构，玻璃钢罩(2)的外缘上设有多个A通孔(201)；
金属上盖(3)为圆盘结构，金属上盖(3)上设有A组沉头孔(31)、B组沉头孔(32)、C组沉头孔(33)；A组沉头孔(31)、B组沉头孔(32)、C组沉头孔(33)分别与第一组短路柱(4)、第二组短路柱(5)和第三组短路柱(6)的上螺纹盲孔对齐，通过沉头螺钉将第一组短路柱(4)、第二组短路柱(5)和第三组短路柱(6)的一端螺纹连接在金属上盖(3)的背面圆盘(34)上；
金属下盖(7)为圆盘结构，金属下盖(7)的圆盘边缘设有三个D通孔(75)，金属下盖(7)上设有D组沉头孔(71)、E组沉头孔(72)、F组沉头孔(73)；D组沉头孔(71)、E组沉头孔(72)、F组沉头孔(73)分别与第一组短路柱(4)、第二组短路柱(5)和第三组短路柱(6)的下螺纹盲孔对齐，通过沉头螺钉将第一组短路柱(4)、第二组短路柱(5)和第三组短路柱(6)的另一端螺纹连接在金属下盖(7)的正面圆盘(74)上；
套筒(8)为一圆环结构。
2.根据权利要求1所述的与安装面结构共形的全向宽带天线，其特征在于：圆柱形背腔(1)与金属下盖(7)产生中频谐振点；圆柱形背腔(1)与金属下盖(7)、三个支撑架以及套筒(8)产生低频谐振点；圆柱形背腔(1)与金属下盖(7)、三组短路柱以及金属上盖(3)产生高频谐振点。
3.根据权利要求1所述的与安装面结构共形的全向宽带天线，其特征在于：锥形底面(101)的锥角θ为60～80°，锥角θ是锥形底面(101)与中心线的夹角。
4.根据权利要求1所述的与安装面结构共形的全向宽带天线，其特征在于：金属上盖(3)的正面圆盘(35)与玻璃钢罩(2)贴合，能够使全向宽带天线内嵌到移动平台的安装平面内实现结构共形。
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