CN104282996B - 超宽频大功率多用途天线 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种超宽频大功率多用途天线,包括有依次连接的底部装置、中部装置、上部装置以及微调装置;该第一线圈与天线输入接口串接,第一电容的一端串接于天线输入接口,该第一电容的另一端接地,该第二电容并联设置在第一线圈上,且该第一不锈钢振子的两端分别与第一线圈以及第二线圈串接,该第二不锈钢振子串接于第二线圈,该第三线圈与第二不锈钢振子串接,该第三线圈以及第四线圈之间连接有一耐高压感应线,该微调振子与第四线圈串接,使得天线的频宽从单一的频段拓宽到28‑32兆、45‑55兆、66‑88兆、136‑174兆以及430‑440兆的五个频宽,满足了通讯的宽频需要,更兼备能承受100W以上的大功率和高达5.5DBi的天线增益,同时,还可以根据需要调整天线的频率精度。

Description

超宽频大功率多用途天线
技术领域
本发明涉及通讯及数据传输领域技术,尤其是指一种超宽频大功率多用途天线。
背景技术
天线是一种变换器,它把传输线上传播的导行波,变换成在无界媒介(通常是自由空间)中传播的电磁波,或者进行相反的变换。在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件。无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统,凡是利用电磁波来传递信息的,都依靠天线来进行工作。此外,在用电磁波传送能量方面,非信号的能量辐射也需要天线。
现有技术中比较常见的一种天线为单极子天线,因其具有结构轻巧、横截面尺寸小以及辐射特性良好的优点而被广泛应用,然而其频带狭窄,不能满足市场需求。
随着各种无线通讯传输的日新月异,通讯及数据传输的频段不断拓展,在功率承受和频宽上要求越来越高,对通讯天线的要求也越来越高,通讯天线的要求由原来的单频向宽频发展,在无需更换天线和多天线的通讯数据传输环境下,只有宽频大功率天线方能适应未来通讯及数据传输的需要。
发明内容
有鉴于此,本发明针对现有技术存在之缺失,其主要目的是提供一种超宽频大功率多用途天线,其具有高增益、宽频带以及使用极其灵活的特点。
为实现上述目的,本发明采用如下之技术方案:
一种超宽频大功率多用途天线,包括有依次连接的底部装置、中部装置、上部装置以及微调装置;
该底部装置包括有天线输入接口、第一线圈、第一电容、第二电容以及天线接口支架,该第一线圈与天线输入接口串接,该第一电容的一端串接天线输入接口,该第一电容的另一端接地,该第二电容并联设置在第一线圈上,该天线输入接口、第一线圈、第一电容以及第二电容均设置于天线接口支架内;
该中部装置包括有第一不锈钢振子、第二线圈、中部移相支架以及第二不锈钢振子,该第一不锈钢振子的两端分别与第一线圈以及第二线圈串接,该第二线圈设置于中部移相支架内,该第二不锈钢振子串接于第二线圈;
该上部装置包括有第三线圈、第四线圈、玻璃钢支架,该玻璃钢支架套设于第二不锈钢振子上,该第三线圈与第二不锈钢振子串接,前述第三线圈以及第四线圈均设置于玻璃钢支架内,该第三线圈以及第四线圈之间连接有一耐高压感应线;
该微调装置包括有微调振子以及腔体,该微调振子设置于腔体上,该微调振子与第四线圈串接。
作为一种优选方案,进一步包括有地网,该地网设置于底部装置的底部。
作为一种优选方案,所述第一电容为NPO电容,其耐压为1KV,容量为1-10P;该第二电容亦为NPO电容,其耐压为1KV,容量为5-15P。
作为一种优选方案,所述第一不锈钢振子与第二不锈钢振子均为直径3-4mm,长度为30-45cm的1/2波长的振子。
作为一种优选方案,所述第三线圈的线圈匝数为90-130圈,第四线圈的线圈匝数为30-60圈,第三线圈与第四线圈之间间隔3-15cm,该耐高压感应线为5-15圈。
作为一种优选方案,所述第一线圈、第二线圈、第三线圈以及第四线圈均为铜漆包线。
作为一种优选方案,所述玻璃钢支架为中空结构,其直径为8-12mm,长度为150-250mm。
作为一种优选方案,所述微调振子为不锈钢材质,其长度为3-20cm,该腔体材质为铜。
作为一种优选方案,所述耐高压感应线的材质为铁氟龙。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果,具体而言,由上述技术方案可知,
一、通过将第一线圈与天线输入接口串接,第一电容的一端串接天线输入接口,该第一电容的另一端接地,该第二电容并联设置在第一线圈上,且该第一不锈钢振子的两端分别与第一线圈以及第二线圈串接,该第二不锈钢振子串接于第二线圈,该第三线圈与第二不锈钢振子串接,该第三线圈以及第四线圈之间连接有一耐高压感应线,该微调振子与第四线圈串接,使得天线的频宽从单一的频段拓宽到28-32兆、45-55兆、66-88兆、136-174兆以及430-440兆的五个频宽,满足了通讯的频宽需要,更兼备能承受100W以上的大功率和高达5.5DBi的天线增益,同时,还可以根据需要调整天线的频率精度。
二、在底部装置的底部设置地网,可灵活地应用于车载台、固定台,中转以及各种跳频的通讯及数据传输领域。
为更清楚地阐述本发明的结构特征和功效,下面结合附图与具体实施例来对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明之较佳实施例的结构示意图。
附图标识说明。
10、底部装置 11、天线输入接口
12、第一线圈 13、第一电容
14、第二电容 15、天线接口支架
20、中部装置 21、第一不锈钢振子
22、第二线圈 23、中部移相支架
24、第二不锈钢振子 30、上部装置
31、第三线圈 32、第四线圈
33、玻璃钢支架 34、耐高压感应线
40、微调装置 41、微调振子
42、腔体。
具体实施方式
请参照图1所示,其显示出了本发明之较佳实施例的具体结构,包括有依次连接的底部装置10、中部装置20、上部装置30以及微调装置40。
其中,该底部装置10包括有天线输入接口11、第一线圈12、第一电容13、第二电容14以及天线接口支架15,该天线输入接口11、第一线圈12、第一电容13以及第二电容14均设置于天线接口支架15内。
该第一线圈12与天线输入接口11串接,该第一线圈12的材质为铜漆包线。该第一电容13的一端串接天线输入接口11,该第一电容13的另一端接地,该第一电容13为NPO电容,其耐压为1KV,容量为1-10P。该第二电容14并联设置在第一线圈12上,该第二电容14亦为NPO电容,其耐压为1KV,容量为5-15P。
该中部装置20包括有第一不锈钢振子21、第二线圈22、中部移相支架23以及第二不锈钢振子24,该第一不锈钢振子21的两端分别与第一线圈12以及第二线圈22串接,该第一不锈钢振子21为直径3-4mm,长度为30-45cm的1/2波长的振子。该第二线圈22设置于中部移相支架23内,该第二线圈22为铜漆包线,该第二不锈钢振子21串接于第二线圈22,该第二不锈钢振子21亦为直径3-4mm,长度为30-45cm的1/2波长的振子。
该上部装置30包括有第三线圈31、第四线圈32、玻璃钢支架33,具体而言,该玻璃钢支架33套设于第二不锈钢振子21上,该第三线圈31与第二不锈钢振子21串接,该玻璃钢支架33为中空结构,其直径为8-12mm,长度为150-250mm。前述第三线圈31以及第四线圈32均设置于玻璃钢支架33内,该第三线圈31以及第四线圈32之间用一耐高压感应线34连接。该第三线圈31的材质为铜漆包线,其线圈匝数为90-130圈,该第四线圈32的材质亦为铜漆包线,其线圈匝数为30-60圈,第三线圈31以及第四线圈32之间间隔3-15cm,该耐高压感应线34为5-15圈,该耐高压感应线34的材质为铁氟龙。
该微调装置40包括有微调振子41以及腔体42,该微调振子41设置于腔体42上,该微调振子41与第四线圈32串接,该微调振子41为不锈钢材质,其长度为3-20cm,该腔体42材质为铜。
该底部装置10的底部还可以设置有地网50,该地网50可以与天线构成室外固定天线。
本发明的五频段的谐振过程如下:
第一,具体的信号传导为发射功率经天线输入接口11送入,在第一线圈12、第一电容13、第二电容14、第一不锈钢振子21、第二线圈22以及第二不锈钢振子24中产生V/U分频;
第二,信号由天线的输入接口11送入,经第一线圈12与第一电容13耦合至第一不锈钢振子21、第二线圈22以及第二不锈钢振子24,再由第二不锈钢振子24耦合到第三线圈31与耐高压感应线34,构成45-55MHz谐振回路;
第三,信号由天线的输入接口11送入,经第一线圈12与第一电容13耦合至第一不锈钢振子21、第二线圈22以及第二不锈钢振子24,再由第二不锈钢振子24耦合到第三线圈31与第四线圈32,构成28-32MHz回路;
第四,信号由天线的输入接口11送入,经第一线圈12与第一电容13耦合至第一不锈钢振子21、第二线圈22以及第二不锈钢振子24,再由第二不锈钢振子24耦合到第三线圈31与第四线圈32,由第三线圈31、第四线圈32以及微调振子41互感,构成66-88MHz回路。
本发明的五个频段的驻波比测试过程如下:
首先,将第一线圈12焊接于天线输入接口11上,将第一电容13的一端焊接于天线输入接口11上,另一端接地,将第二电容14焊接在第一线圈12上,再装配天线接口支架15;接着,焊接第一线圈12的上端连接点,再装上第一不锈钢振子21,且依次连接该第一不锈钢振子21、第二线圈22以及第二不锈钢振子24;然后,将玻璃钢支架33打孔,分别绕上第三线圈31以及第四线圈32,并接上耐高压感应线34,两边焊接,装配于第二不锈钢振子24上,最后,连接同轴电缆准备测试,将天线固定底座锁在汽车的后箱上,进行测试;
第一步,调试电容的焊接位置,先调整155/435MHz中心点,使得两点的驻波比均低于1.2;
第二步,调整耐高压感应线34的长度以及第三线圈31的松紧度,调整到50MHz中心点,使得驻波比低于1.2,检查整个45-55MHz频宽的驻波比低于1.5;
第三步,调整第四线圈32以及微调振子24,使得微调振子24全部拉出时为28MHz,全部收进时为32MHz,高端与低端的驻波比均低于1.5;
第四步,调整第三线圈31与第四线圈32之间的间绕部分频宽可以覆盖66-88MHz,互感产生的77MHz的驻波比在1.3左右。
测试完毕后,分别用大功率发射装置进行功率测试,实测每点在大功率状态下的驻波比状况,每个波段分别用100瓦大功率连续发射4分钟,天线的各种性能不变,然后用标准天线来测试天线的增益,经测试,天线的增益分别为U段5.5DBi,V端为3DBi,HF段为1.8DBi,达到设计的意向目标。当连接天线底部的地网后,实测天线的驻波比,性能无差异。
综上所述,本发明的设计重点在于,
通过将第一线圈与天线输入接口串接,第一电容的一端串接天线输入接口,该第一电容的另一端接地,该第二电容并联设置在第一线圈上,且该第一不锈钢振子的两端分别与第一线圈以及第二线圈串接,该第二不锈钢振子串接于第二线圈,该第三线圈与第二不锈钢振子串接,该第三线圈以及第四线圈之间连接有一耐高压感应线,该微调振子与第四线圈串接,使得天线的频宽从单一的频段拓宽到28-32兆、45-55兆、66-88兆、136-174兆以及430-440兆的五个频宽,满足了通讯的宽频需要,更兼备能承受100W以上的大功率和高达5.5DBi的天线增益,同时,还可以根据需要调整天线的频率精度;且在底部装置的底部设置地网,可灵活地应用于车载台、固定台,中转以及各种跳频的通讯及数据传输领域。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已,并非对本发明的技术范围作任何限制,故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰,均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (8)

1.一种超宽频大功率多用途天线,其特征在于:包括有依次连接的底部装置、中部装置、上部装置以及微调装置;
该底部装置包括有天线输入接口、第一线圈、第一电容、第二电容以及天线接口支架,该第一线圈与天线输入接口串接,该第一电容的一端串接天线输入接口,该第一电容的另一端接地,该第二电容并联设置在第一线圈上,该天线输入接口、第一线圈、第一电容以及第二电容均设置于天线接口支架内;
该中部装置包括有第一不锈钢振子、第二线圈、中部移相支架以及第二不锈钢振子,该第一不锈钢振子的两端分别与第一线圈以及第二线圈串接,该第二线圈设置于中部移相支架内,该第二不锈钢振子串接于第二线圈;
该上部装置包括有第三线圈、第四线圈、玻璃钢支架,该玻璃钢支架套设于第二不锈钢振子上,该第三线圈与第二不锈钢振子串接,前述第三线圈以及第四线圈均设置于玻璃钢支架内,该第三线圈以及第四线圈之间连接有一耐高压感应线,该耐高压感应线的材质为铁氟龙;
该微调装置包括有微调振子以及腔体,该微调振子设置于腔体上,该微调振子与第四线圈串接。
2.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:进一步包括有地网,该地网设置于底部装置的底部。
3.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述第一电容为NPO电容,其耐压为1KV,容量为1-10P;该第二电容亦为NPO电容,其耐压为1KV,容量为5-15P。
4.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述第一不锈钢振子与第二不锈钢振子均为直径3-4mm,长度为30-45cm的1/2波长的振子。
5.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述第三线圈的线圈匝数为90-130圈,第四线圈的线圈匝数为30-60圈,第三线圈与第四线圈之间间隔3-15cm,该耐高压感应线为5-15圈。
6.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述第一线圈、第二线圈、第三线圈以及第四线圈均为铜漆包线。
7.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述玻璃钢支架为中空结构,其直径为8-12mm,长度为150-250mm。
8.根据权利要求1所述的超宽频大功率多用途天线,其特征在于:所述微调振子为不锈钢材质,其长度为3-20cm,该腔体材质为铜。
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