CN101964447A - 垂直极化宽带偶极子天线 - Google Patents

垂直极化宽带偶极子天线 Download PDF

Info

Publication number
CN101964447A
CN101964447A CN2010105080108A CN201010508010A CN101964447A CN 101964447 A CN101964447 A CN 101964447A CN 2010105080108 A CN2010105080108 A CN 2010105080108A CN 201010508010 A CN201010508010 A CN 201010508010A CN 101964447 A CN101964447 A CN 101964447A
Authority
CN
China
Prior art keywords
period
time
wavelength
diameter
chassis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN2010105080108A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101964447B (zh
Inventor
张朋
刘春阳
袁俊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Northwestern Polytechnical University
Original Assignee
Northwestern Polytechnical University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Northwestern Polytechnical University filed Critical Northwestern Polytechnical University
Priority to CN 201010508010 priority Critical patent/CN101964447B/zh
Publication of CN101964447A publication Critical patent/CN101964447A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101964447B publication Critical patent/CN101964447B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

本发明公开了一种垂直极化宽带偶极子天线，天线罩为中空筒状，上端封闭，反射底盘为台阶圆柱体，固接在天线罩下端，反射底盘中心处开有一个通孔，有源阵子为黄铜材质的圆柱体结构，垂直于反射底盘的上表面，SMA-KFD108射频连接件与有源阵子底部旋接，四个寄生阵子形式相同，与有源阵子间距相等，并在以该间距为半径的圆周方向上等分布于有源阵子周围，寄生阵子垂直安装于反射底盘上表面，寄生阵子也采用黄铜棒料制作，结构为圆柱体。本发明通过改变天线寄生阵子的数目和尺寸，以较小的反射底盘和安装结构同样达到了宽频带工作的要求。

Description

垂直极化宽带偶极子天线
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其是一种偶极子天线。
背景技术
目前，机载或车载等高速移动平台数据链测控及通信系统的天线多以偶极子或刀形天线为主，这些天线往往增益较低(0dB以下)、工作频带带宽较窄(小于5％)，同时天线波束在俯仰方向很难满足3dB波束宽度在正负25度俯仰的要求。而在机载平台等高速移动测控领域中为了扩展通信控制距离，满足天线垂直极化辐射、宽频带通信要求，同时也要满足小型化、制作安装简便等特性，新的垂直极化、全向、宽频带、具有较高增益的移动测控天线的设计日趋重要。中国北京遥测技术研究所的孙向珍在文章《宽频带垂直极化天线的研究》(孙向珍，宽频带垂直极化天线的研究[J].遥测遥控，25(5)：31-37)中，根据传统的套筒偶极子天线原理，引入两个寄生阵子和一个较大的反射底盘替代原有套筒结构，提出了一种名为“仙人掌”天线的理论模型，可将天线驻波在1.5以下的带宽拓展为将近30％。但是该天线模型仅是基于理论原理计算分析，未考虑工程实际安装设计的形式要求，也未考虑天线材质(天线罩及底盘材质)对天线结构的影响，且靠增大反射底盘尺寸来拓展带宽造成整体天线尺寸偏大(底盘直径大于二分之一波长)，不能满足机载平台等高速移动平台小型化安装要求。
发明内容
为了克服现有技术不能满足机载平台等高速移动平台小型化安装要求的不足，本发明提供一种垂直极化宽带偶极子天线，通过改变天线寄生阵子的数目和尺寸，以较小的反射底盘(小于二分之一波长)和安装结构同样达到了宽频带工作的要求。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：包含天线罩、有源阵子、寄生阵子、阵子绝缘固定支架、绝缘垫片、反射底盘和SMA-KFD108射频连接件。天线罩使用环氧层压玻璃布制作，形状为中空的筒状，上端为封闭面，下端开口，天线罩壁厚均为百分之一波长。在距离天线罩底部百分之二波长处，天线罩壁的圆周方向上等间距开有若干个固定孔。天线罩的直径为二分之一波长，高度大于四分之三波长。反射底盘作为天线阵子的支撑及固定件，整体设计为台阶圆柱体，上圆柱直径尺寸为二分之一波长，下圆柱直径尺寸比上圆柱直径大百分之一波长，上圆柱与下圆柱厚度之和应保证SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心伸出上圆柱表面5mm。在反射底盘的上圆柱的圆周方向上距下圆柱上表面百分之二波长处开有与天线罩的固定孔相对应的固定孔。反射底盘中心处开有一个通孔，通孔直径要求与SMA-KFD108射频连接件内部的绝缘介质直径相同，其中放置绝缘垫片，绝缘垫片的上表面与反射底盘的上表面齐平。反射底盘起到对天线匹配及对天线方向图的调整作用，为减轻天线的整体重量，又能保证天线的结构强度，反射底盘采用硬质铝材料。有源阵子为黄铜材质的圆柱体结构，长度为二分之一波长，直径为百分之三波长，在底部开有固定安装用的内螺纹孔。有源阵子垂直于反射底盘的上表面，其底部端面与绝缘垫片表面相切，SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心穿过绝缘垫片与有源阵子底部螺纹内孔紧密旋接。四个寄生阵子形式相同，与有源阵子间距相等，并在以该间距为半径的圆周方向上等分布于有源阵子周围。寄生阵子底部与反射底盘通过螺纹铰接直接相连，垂直安装于反射底盘上表面。寄生阵子也采用黄铜棒料制作，结构为圆柱体，直径为百分之三波长，长度为四分之一波长，底部留有高度与反射底盘厚度相同的外螺纹。射频连接件为标准的SMA-KFD108射频接头，起到将50欧的铜轴电缆与天线可靠连接的作用。上文所述的波长为天线的工作波长。
所述的绝缘垫片为特氟隆材质的圆柱体，直径与反射底盘中心通孔直径相同，厚度与反射底盘上圆柱的厚度相同，中心开有一个直径与SMA-KFD108射频连接件内导体直径大小相同的通孔。
根据SMA-KFD108安装要求在反射底盘的中心孔位的两边还各开一个通孔，此通孔位置应考虑避让过寄生阵子的安装孔，又能满足SMA-KFD108的安装要求。
为方便安装在寄生阵子的底端开有1mm宽，长度为阵子直径大小的安装槽。
所述寄生阵子与有源阵子的间距调整范围在十分之一波长至五分之一波长。
本发明还包括阵子绝缘固定支架，选用特氟隆材质，整体为圆柱体，厚度为百分之二波长，直径大小为有源阵子与寄生阵子间距加二倍阵子直径。阵子绝缘固定支架上面按照有源阵子与寄生阵子的相对位置开有五个阵子直径大小的安装通孔，根据安装孔的位置阵子绝缘固定支架直接套接在相应的阵子上，起到对天线阵子的支撑、固定作用。
本发明的有益效果是：由于采用二分之一波长的有源阵子作为天线辐射的主体，四个四分之一波长的无源寄生阵子为传统套筒天线结构的变形起到平衡电流，匹配驻波的作用。为了进一步达到展宽频带的作用，天线各阵子采用截面直径为百分之三波长的圆柱体，有力地降低了细长比。而全新设计的反射底盘，起到更进一步的平衡电流，控制天线辐射方向的作用。通过采用以上设计使得天线满足垂直极化、全向辐射要求，天线增益达2dB，天线3dB波束宽度为65°，驻波1.5以下频带宽度近30％。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
附图说明
图1是本发明垂直极化宽频带偶极子天线结构的示意图。
图2是本发明垂直极化宽频带偶极子天线安装结构装置示意图。
图3是本发明垂直极化宽频带偶极子天线结构装置的透视效果视图。
图4是本发明垂直极化宽频带偶极子天线结构的底视图。
图5是本发明垂直极化宽频带偶极子天线的驻波测试曲线。
图6是本发明垂直极化宽频带偶极子天线的E面方向图测试曲线。
图7是本发明垂直极化宽频带偶极子天线的H面方向图测试曲线。
图中，1.天线罩，2.有源阵子，3.寄生阵子，4.阵子绝缘固定支架，5.绝缘垫片，6.射频连接件固定螺栓，7.反射底盘，8.天线罩固定螺栓，9.天线罩固定螺栓弹簧垫片，10.天线罩固定螺栓垫片，11.射频连接件固定垫片，12.射频连接件固定螺母，13.射频连接件SMA-KFD 108。
具体实施方式
通过不断地优化调整有源阵子、寄生阵子、有源阵子与寄生阵子间距及反射底盘大小可以获得满足驻波及方向图要求的天线方案，具体实施方式如下：
图1为本发明垂直极化宽频带偶极子天线结构的示意图。天线罩1采用厚度为1mm厚的环氧层压玻璃布制作，天线罩内径为45mm，外径为46mm，高度为56mm。
图2是本发明垂直极化宽频带偶极子天线安装结构装置示意图。距天线罩底端1.5mm处，在天线罩端面的圆周方向上开有8个等间距标称为M1.6的定位孔。有源阵子2采用黄铜材质，圆柱体，直径为4mm，长度大小为53.3mm，在底端开有深10mm，大小为M2孔径的内螺纹孔。射频连接件SMA-KFD10813的内芯穿过绝缘垫片5与有源阵子2的底端螺纹紧密旋接。绝缘垫片为特氟隆材质的圆柱体，直径为5mm，厚度为3mm，中心开有一个直径为M2大小的通孔。绝缘垫片5置于反射底盘7中心的安装孔内，上表面与反射底盘7的上表面齐平，起到对有源阵子2的支撑及绝缘隔离作用。四个寄生阵子3形式相同，黄铜材质，圆柱体，直径为4mm，长度大小为28.7mm，与有源阵子2间距相等为9mm，并在以间距为半径的圆周方向上等分布于有源阵子2的周围。其底部开有高5mm大小为M4的外螺纹，与反射底盘7上预先留好的M4内螺纹孔紧密旋接。阵子绝缘固定支架4采用特氟隆材料，整体为圆柱体，厚度为2mm，直径长度为19mm。阵子绝缘固定支架4上面按照有源阵子2与寄生阵子3的相对位置开有五个直径大小为4mm的安装通孔，并按照有源阵子2与寄生阵子3的位置孔位直接套接在相应的阵子上，起到固定支撑的作用。反射底盘7设计为台阶圆柱体，两层圆柱总厚度为4mm，上圆柱厚3mm，下圆柱厚度为1mm。上圆柱直径45mm起到主要的调整方向图及电流平衡作用，下圆台直径为47mm起到对天线罩1固定支撑的作用。反射底盘7中心处开有一个通孔，直径为5mm，为绝缘垫片5的预留放置孔及SMA-KFD10813内导体的安装预留孔。在中心孔位的四周相对于寄生阵子3的位置开有四个M4大小的内螺纹通孔，用于固定安装四个寄生阵子3。在中心孔位的两边还各开一个M2大小的通孔，为SMA-KFD10813的定位安装孔。反射底盘7上圆柱距下圆柱上表面1.5mm处开有与天线罩8个定位孔位置相同的8个定位孔，并通过标准件天线罩固定螺栓8、天线罩固定螺栓弹簧垫片9及天线罩固定螺栓垫片10与天线罩1固定。射频连接件SMA-KFD10813为市售标准射频连接件，通过射频连接件固定螺栓6、射频连接件固定垫片11及射频连接件固定螺母12固定安装于反射底盘7上。

Claims (5)

1.垂直极化宽带偶极子天线，包含天线罩、有源阵子、寄生阵子、阵子绝缘固定支架、绝缘垫片、反射底盘和SMA-KFD108射频连接件，其特征在于：
天线罩使用环氧层压玻璃布制作，形状为中空的筒状，上端为封闭面，下端开口，天线罩壁厚为百分之一波长，在距离天线罩底部百分之二波长处，天线罩壁的圆周方向上等间距开有若干个固定孔，天线罩的直径为二分之一波长，高度大于四分之三波长，反射底盘为台阶圆柱体，上圆柱直径尺寸为二分之一波长，下圆柱直径尺寸比上圆柱直径大百分之一波长，上圆柱与下圆柱厚度之和保证SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心伸出上圆柱表面5mm，在反射底盘的上圆柱的圆周方向上距下圆柱上表面百分之二波长处开有与天线罩的固定孔相对应的固定孔，反射底盘中心处开有一个通孔，通孔直径要求与SMA-KFD108射频连接件内部的绝缘介质直径相同，其中放置绝缘垫片，绝缘垫片的上表面与反射底盘的上表面齐平，反射底盘采用硬质铝材料，有源阵子为黄铜材质的圆柱体结构，长度为二分之一波长，直径为百分之三波长，在底部开有固定安装用的内螺纹孔，有源阵子垂直于反射底盘的上表面，其底部端面与绝缘垫片表面相切，SMA-KFD108射频连接件的螺纹内心穿过绝缘垫片与有源阵子底部螺纹内孔紧密旋接，四个寄生阵子形式相同，与有源阵子间距相等，并在以该间距为半径的圆周方向上等分布于有源阵子周围，寄生阵子底部与反射底盘通过螺纹铰接直接相连，垂直安装于反射底盘上表面，寄生阵子也采用黄铜棒料制作，结构为圆柱体，直径为百分之三波长，长度为四分之一波长，底部留有高度与反射底盘厚度相同的外螺纹，所述的波长为天线的工作波长。
2.根据权利要求1所述的垂直极化宽带偶极子天线，其特征在于：所述的绝缘垫片为特氟隆材质的圆柱体，直径与反射底盘中心通孔直径相同，厚度与反射底盘上圆柱的厚度相同，中心开有一个直径与SMA-KFD108射频连接件内导体直径大小相同的通孔。
3.根据权利要求1所述的垂直极化宽带偶极子天线，其特征在于：所述的反射底盘的中心孔位的两边还各开一个通孔，此通孔位置既避让过寄生阵子的安装孔，又能满足SMA-KFD108的安装要求。
4.根据权利要求1所述的垂直极化宽带偶极子天线，其特征在于：所述的寄生阵子的底端开有1mm宽，长度为阵子直径大小的安装槽。
5.根据权利要求1所述的垂直极化宽带偶极子天线，其特征在于：所述的寄生阵子与有源阵子的间距为十分之一波长至五分之一波长。
CN 201010508010 2010-10-14 2010-10-14 垂直极化宽带偶极子天线 Active CN101964447B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010508010 CN101964447B (zh) 2010-10-14 2010-10-14 垂直极化宽带偶极子天线

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 201010508010 CN101964447B (zh) 2010-10-14 2010-10-14 垂直极化宽带偶极子天线

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101964447A true CN101964447A (zh) 2011-02-02
CN101964447B CN101964447B (zh) 2013-01-16

Family

ID=43517250

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 201010508010 Active CN101964447B (zh) 2010-10-14 2010-10-14 垂直极化宽带偶极子天线

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101964447B (zh)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102386477A (zh) * 2011-08-11 2012-03-21 西北工业大学 一种垂直极化宽带uhf波段天线
CN102709678A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 西北工业大学 一种小型化s波段垂直极化宽带偶极子天线
CN103811852A (zh) * 2012-11-14 2014-05-21 北京信威通信技术股份有限公司 一种四臂螺旋天线及其制作方法
CN105406156A (zh) * 2015-11-27 2016-03-16 哈尔滨工业大学 柱面频率选择表面结构
CN109216941A (zh) * 2018-09-03 2019-01-15 吴通控股集团股份有限公司 一种小型干涉仪测向天线组
CN109417223A (zh) * 2017-09-08 2019-03-01 深圳市大疆创新科技有限公司 圆极化双频天线
CN109494478A (zh) * 2018-07-13 2019-03-19 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种适用于共形天线罩的sma接头
CN109786942A (zh) * 2019-01-15 2019-05-21 南通大学 基于金属柱加载的频率可重构介质谐振器天线
CN111427013A (zh) * 2019-01-09 2020-07-17 华雷科技股份有限公司 具主波束波宽缩减与旁波束抑制功能的雷达装置
CN112397887A (zh) * 2020-12-04 2021-02-23 贵州航天凯山石油仪器有限公司 一种功图传感器内置天线

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7075498B2 (en) * 2004-05-27 2006-07-11 Kathrein-Werke Kg Stationary mobile radio antenna
CN101373858A (zh) * 2007-08-20 2009-02-25 飞思卡尔半导体公司 折叠偶极子天线
CN101431186A (zh) * 2007-11-08 2009-05-13 神基科技股份有限公司 传输线负载的单极双频天线
CN201812924U (zh) * 2010-10-14 2011-04-27 西北工业大学 垂直极化宽带偶极子天线

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7075498B2 (en) * 2004-05-27 2006-07-11 Kathrein-Werke Kg Stationary mobile radio antenna
CN101373858A (zh) * 2007-08-20 2009-02-25 飞思卡尔半导体公司 折叠偶极子天线
CN101431186A (zh) * 2007-11-08 2009-05-13 神基科技股份有限公司 传输线负载的单极双频天线
CN201812924U (zh) * 2010-10-14 2011-04-27 西北工业大学 垂直极化宽带偶极子天线

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
丁君 等: "一种GSM宽带双频外置螺旋天线的设计与制作", 《电波科学学报》 *
孙向珍: "宽频带垂直极化天线的研究", 《遥测遥控》 *

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102386477A (zh) * 2011-08-11 2012-03-21 西北工业大学 一种垂直极化宽带uhf波段天线
CN102709678A (zh) * 2012-05-23 2012-10-03 西北工业大学 一种小型化s波段垂直极化宽带偶极子天线
CN103811852A (zh) * 2012-11-14 2014-05-21 北京信威通信技术股份有限公司 一种四臂螺旋天线及其制作方法
CN103811852B (zh) * 2012-11-14 2017-08-11 北京信威通信技术股份有限公司 一种四臂螺旋天线及其制作方法
CN105406156A (zh) * 2015-11-27 2016-03-16 哈尔滨工业大学 柱面频率选择表面结构
CN109417223A (zh) * 2017-09-08 2019-03-01 深圳市大疆创新科技有限公司 圆极化双频天线
CN109417223B (zh) * 2017-09-08 2022-01-14 深圳市大疆创新科技有限公司 圆极化双频天线
CN109494478A (zh) * 2018-07-13 2019-03-19 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种适用于共形天线罩的sma接头
CN109494478B (zh) * 2018-07-13 2021-03-26 中国航空工业集团公司济南特种结构研究所 一种适用于共形天线罩的sma接头
CN109216941A (zh) * 2018-09-03 2019-01-15 吴通控股集团股份有限公司 一种小型干涉仪测向天线组
CN111427013A (zh) * 2019-01-09 2020-07-17 华雷科技股份有限公司 具主波束波宽缩减与旁波束抑制功能的雷达装置
CN109786942A (zh) * 2019-01-15 2019-05-21 南通大学 基于金属柱加载的频率可重构介质谐振器天线
CN112397887A (zh) * 2020-12-04 2021-02-23 贵州航天凯山石油仪器有限公司 一种功图传感器内置天线

Also Published As

Publication number Publication date
CN101964447B (zh) 2013-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101964447B (zh) 垂直极化宽带偶极子天线
CN102709678A (zh) 一种小型化s波段垂直极化宽带偶极子天线
CN201601217U (zh) 双宽频全向吸顶天线
CN103414026B (zh) 一种基于圆波导TM0n模的毫米波锥状波束天线
CN203300786U (zh) 一种宽频带弹载测控天线
CN104852124A (zh) 一种星载k波段相控阵天线圆极化波导辐射阵列
CN103000994A (zh) 一种微带天线单元及其阵列
CN201812924U (zh) 垂直极化宽带偶极子天线
CN109037942B (zh) 基于介质埋藏的测量型gnss天线
CN103066379A (zh) 一种宽带低剖面锥形套筒单极子天线
CN111864360A (zh) 一种通信天线及mimo组合天线
CN102377008A (zh) 一种3g宽频双极化天线阵子及其制造方法
US9356340B2 (en) High gain wideband omnidirectional antenna
CN201336365Y (zh) 一种全向圆极化天线
CN102386477A (zh) 一种垂直极化宽带uhf波段天线
CN103337712B (zh) 一种天线辐射单元及其馈电方法
CN109713433B (zh) 分体式辐射单元、天线阵列及基站天线
CN205488512U (zh) 一种垂直极化c波段宽频带短背射天线
CN202268475U (zh) 一种垂直极化宽带uhf波段天线
CN201812930U (zh) 双宽频全向吸顶天线
CN110190384A (zh) 一种全向波束赋形盘锥天线
CN103682679A (zh) 双极化吸顶天线
CN202601833U (zh) 一种小型化s波段垂直极化宽带偶极子天线
CN208142345U (zh) 一种宽带低仰角高增益圆极化微带天线
CN201048166Y (zh) 一种全向天线

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant