CN103165977A - 超短波宽带全向天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种超短波宽带全向天线，包括第一上辐射振子（1）、金属过渡段（2）、第二上辐射振子（3）、金属连接段（4）、下辐射振子（5）、寄生辐射振子（6）、并联开路枝节（7）、平行双线传输线（8）、套在第二上辐射振子外的金属套管（9）和套在下辐射振子外的金属套管（10）；第一上辐射振子（1）通过金属过渡段（2）与第二上辐射振子（3）连接，上下辐射振子通过金属连接段（4）相连；本发明中通过对天线的上辐射体进行电磁耦合馈电，有效地展宽了天线的阻抗带宽，增加了天线的工作频带。
Description
技术领域
本发明涉及全向天线，尤其是涉及一种超短波宽带全向天线。
背景技术
在军事通信系统中，为了保障通信的质量和信息的保密性，军用短波波段和超短波波段的通信电台都广泛地使用了跳频扩频技术。随着技术的发展，跳频速率越来越高，跳频的范围也越来越宽，有的甚至达到几十倍频以上。这就要求天线必须是非调谐的具有较宽的工作带宽的宽带天线；同时，越来越多的满足不同需要的电子设备集中在同一载体上，这就形成了复杂的电磁环境，不同天线之间由于存在较强的近场耦合而降低了各自的性能指标，采用宽带天线可以减少天线的数量，降低相互间的干扰；军用通信设备，尤其是移动载体上使用的天线，为了不影响载体本身的性能，便于安装，同时减小雷达散射截面，提高生存能力，要求天线小型化，轻型化；
现有的超短波频段全向天线主要采用加载单极子天线、双锥天线，套筒天线，偶极子天线等形式。但在工程应用中，当对天线的尺寸及重量有着严格的限制时，双锥和普通的套筒天线是很难满足要求的。同常规天线相比，印刷天线具有独特的优势：(1)结构简单、易于制作和生产；(2)重量轻、体积小和成本低；(3)容易同安装表面共形或在安装表面只有很薄的凸起；(4)易于实现多极化或双频工作；(5)馈电网络可以与印刷振子集成在同一介质板上。常规的印刷偶极子天线驻波比小于2的阻抗带宽一般只有9%左右；也有采用偶极子天线进行加载的技术来展宽天线的工作带宽，但这种方法会由于加载原件的引入增加损耗使天线效率下降，并且会使得天线的耐功率能力下降。
发明内容
本发明的目的是克服上述已有技术的不足，提出一种超短波宽带全向天线。
一种超短波宽带全向天线，包括第一上辐射振子（1）、金属过渡段（2）、第二上辐射振子（3）、金属连接段（4）、下辐射振子（5）、寄生辐射振子（6）、并联开路枝节（7）、平行双线传输线（8）、套在第二上辐射振子外的金属套管（9）和套在下辐射振子外的金属套管（10）；第一上辐射振子（1）通过金属过渡段（2）与第二上辐射振子（3）连接，上下辐射振子通过金属连接段（4）相连；第二上辐射振子（3）印制在介质板正面，下辐射振子（5）也印制在介质板正面，在介质板的背面印有寄生辐射振子（6）；在平行双线传输线（8）的起始端对天线馈电，下辐射振子（5）通过平行双线传输线（8）的接地臂直接馈电，第二上辐射振子（3）通过另一臂耦合馈电。
所述的超短波宽带全向天线，其金属过渡段（2）通过金属螺纹与第一上辐射振子（1）连接在一起，并通过金属导线与第二上辐射振子（3）相连接导电。
所述的超短波宽带全向天线，其金属连接段（4）由两部分组成，其中一部分通过金属导线与第二上辐射振子（3）连接，另一部分通过金属导线与下辐射振子连接，金属连接段（4）的两部分通过螺纹相连接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本发明中通过对天线的上辐射体进行电磁耦合馈电，有效地展宽了天线的阻抗带宽，增加了天线的工作频带；
（2）在印刷振子臂上加金属套管，相当于加粗了振子臂，因而有展宽天线的工作带宽的效果，而且加载的金属套管能改善天线水平面电流分布的对称性，提高了天线的全向辐射特性；
（3）常规的印刷偶极子天线电压驻波比小于2的阻抗带宽一般只有9%左右，本发明中所涉及的天线的电压驻波比小于2的阻抗带宽能够达到24%。
附图说明
图1是本发明中超短波宽带全向天线的结构示意图；
图2是本发明中超短波宽带全向天线的辐射振子印制板的双面印制图，A正面，B背面；
图3是本发明中超短波宽带全向天线的金属过渡段的剖面图；
图4是本发明中超短波宽带全向天线的金属连接段的剖面图。
图5是本发明中超短波宽带全向天线的电压驻波比曲线。
具体实施方式
以下结合具体实施例，对本发明进行详细说明。
图1是本发明中超短波宽带全向天线的结构示意图。一种超短波宽带全向天线，包括第一上辐射振子1、金属过渡段2、第二上辐射振子3、金属连接段4、下辐射振子5、寄生辐射振子6、并联开路枝节7、平行双线传输线8、套在第二上辐射振子外的金属套管9和下辐射振子外的金属套管10。第一上辐射振子1通过金属过渡段2与第二上辐射振子3连接，上下辐射振子通过金属连接段4相连。
图2是本发明中超短波宽带全向天线的辐射振子印制示意图，图2中给出了印制板双面的印刷结构。第二上辐射振子3印制在介质板正面，下辐射振子5也印制在介质板正面，在介质板的背面印有寄生辐射振子6。在平行双线传输线8的起始端对天线馈电，下辐射振子5通过平行双线传输线8的接地臂直接馈电，第二上辐射振子3通过另一臂耦合馈电。与传统印刷偶极子的两个振子臂分别印制在介质板的两面不同，本节设计的天线结构，其振子两臂均印制在介质板的同一面上。通过对上辐射振子电磁耦合馈电，有效地展宽了天线带宽，增加天线的工作频带。
本文中所涉及的超短波宽带全向天线，在采用电磁耦合馈电的基础上增加金属套管9和金属套管10，相当于增加了振子臂宽度，从而进一步展宽了天线的工作带宽。而且加载的金属套管能改善天线水平面电流分布的对称性，提高了天线的全向特性；
本文中所涉及的超短波宽带全向天线，在平行双线传输线8的馈电端引入并联开路枝节7，来调节天线的输入阻抗，实现良好的宽带匹配特性。
图3是本发明中超短波宽带全向天线的金属过渡段2的剖面图，金属过渡段2通过金属螺纹与第一上辐射振子1连接在一起，并通过金属导线与第二上辐射振子3相连接导电。
图4是本发明中超短波宽带全向天线的金属连接段4的剖面图，金属连接段4由两部分组成，其中一部分通过金属导线与第二上辐射振子3连接，另一部分通过金属导线与下辐射振子连接，金属连接段4的两部分通过螺纹相连接。
图中5给出了本发明中超短波宽带全向天线的电压驻波比曲线，天线在39M-50MHz电压驻波比小于2的阻抗带宽达到24.7%，实现了天线的小型化、轻型化和宽带化，且有良好的全向辐射特性。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (3)
1.一种超短波宽带全向天线，其特征在于，包括第一上辐射振子（1）、金属过渡段（2）、第二上辐射振子（3）、金属连接段（4）、下辐射振子（5）、寄生辐射振子（6）、并联开路枝节（7）、平行双线传输线（8）、套在第二上辐射振子外的金属套管（9）和套在下辐射振子外的金属套管（10）；第一上辐射振子（1）通过金属过渡段（2）与第二上辐射振子（3）连接，上下辐射振子通过金属连接段（4）相连；
第二上辐射振子（3）印制在介质板正面，下辐射振子（5）也印制在介质板正面，在介质板的背面印有寄生辐射振子（6）；在平行双线传输线（8）的起始端对天线馈电，下辐射振子（5）通过平行双线传输线（8）的接地臂直接馈电，第二上辐射振子（3）通过另一臂耦合馈电。
2.根据权利要求1所述的超短波宽带全向天线，其特征在于，所述的金属过渡段（2）通过金属螺纹与第一上辐射振子（1）连接在一起，并通过金属导线与第二上辐射振子（3）相连接导电。
3.根据权利要求1所述的超短波宽带全向天线，其特征在于，所述的金属连接段（4）由两部分组成，其中一部分通过金属导线与第二上辐射振子（3）连接，另一部分通过金属导线与下辐射振子连接，金属连接段（4）的两部分通过螺纹相连接。
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