CN107394415A - 一种小型快装式双极化高隔离度天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种小型快装式双极化高隔离度天线，包括反射面、馈源、塑胶支撑外壳及固定底座，其特征在于：所述反射面包括主抛物面反射面与次抛物面反射面，所述主抛物面反射面由若干个抛物面单元组成，所述馈源为两组相互垂直的偶极子天线，与传统反射面一体化成型设计相比，减小了模具冲压尺寸，降低生产成本，每一所述抛物面单元形状、尺寸相同，可堆叠放置包装，从而减小包装体积，方便运输，且所述馈源为两组相互垂直的偶极子天线，增强了发射/接收信号的能力，调整两组偶极子天线的间距能够提升天线间的隔离度，增强所述馈源的抗干扰能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种天线，尤其涉及一种小型快装式双极化高隔离度天线。
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，因此天线是一种在无线电设备中用来发射或接收电磁波的部件，被广泛用于无线电通信、广播、电视、雷达、导航、电子对抗、遥感、射电天文等工程系统中。
抛物面天线作为点对点通信的高增益天线，常用于远距离信号的转播及传递,如城市之间的电话和电视信号通信,无线WAN/LAN链接数据通信、卫星通信等。此外抛物面天线也用于射电望远镜、雷达等场合。随着家用卫星电视接收器的普及,抛物面天线已经成为现代国家的共同特征。
然而目前抛物面天线的反射面大都采用一体化成型设计，模具冲压尺寸过大，价格昂贵，对加工设备要求较高，亦造成产品包装运输困难等问题，即使采用多扇面拼装设计，又存在安装繁琐，结构强度与精度下降的风险。此外常用抛物面天线多采用单极化设计，天线的抗干扰能力有限。
发明内容
本发明目的是提供一种小型快装式双极化高隔离度天线，通过结构的改进，减小反射面模具冲压尺寸，降低生产成本，亦而缩减了产品包装体积，减轻运输压力；此外各部件通过特定连接结构可迅速牢靠的完成天线的组装，同时双极化设计的馈源增强抗干扰能力，提高天线的覆盖范围。
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种小型快装式双极化高隔离度天线，包括反射面、馈源、塑胶支撑外壳及固定底座，所述反射面包括主抛物面反射面与次抛物面反射面，所述主抛物面反射面由若干个抛物面单元组成，所述馈源由两组相互垂直的偶极子天线构成。
上述技术方案中，所述主抛物面反射面由4个抛物面单元拼装而成，所述抛物面单元表面等间距设置有数排通风孔，所述抛物面单元底部留有1/4圆孔，所述抛物面单元表面接近1/4圆孔处设置有一导向圆孔及一矩形卡扣孔。
上述技术方案中，所述抛物面单元数目为整数N(N>1)，N为4但不仅限于4，N仅需满足N/2个抛物面单元能拼合成半个抛物面反射面即可。
上述技术方案中，所述抛物面单元为一体成型，所述抛物面单元左、右侧面分别设置有左径向折边、右径向折边，所述左径向折边、右径向折边分别与所述抛物面单元抛物面垂直，所述抛物面单元上侧设置有轴向折边，所述轴向折边与所述抛物面单元抛物面夹角大于90度，所述左径向折边、所述右径向折边及所述轴向折边一体互联。
上述技术方案中，所述左径向折边上设置有2个装配锁孔、1个紧配凸点，所述右径向折边上设置有相匹配的2个装配卡钉、1个紧配凸点避让孔。
上述技术方案中，所述馈源通过馈电匹配网络与高速信号模块连接成一体后内嵌在所述塑胶支撑外壳内。
上述技术方案中，两组所述偶极子天线摆放方式为：一组所述偶极子天线水平摆放，另一组所述偶极子天线垂直摆放，或者，一组所述偶极子天线与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线与垂直方向呈-45度摆放，每组所述偶极子天线臂长为二分之一工作波长。
上述技术方案中，所述次抛物面反射面卡扣在塑胶盖内部，所述塑胶盖通过超声波焊接于塑胶支撑外壳上，所述次抛物面反射面焦点与所述主抛物面反射面焦点重合。
上述技术方案中，所述塑胶支撑外壳两侧面正对设置有一对支撑外壳卡扣，所述塑胶支撑外壳中部套设有支撑外壳法兰。
上述技术方案中，所述固定底座顶部为连接部，所述连接部为长方体，所述连接部上设置有四根导向柱，所述导向柱尺寸与所述导向圆孔内径相匹配，所述导向柱两两相对，呈十字形，所述连接部顶面对角线上设置有四个折边限位槽，所述连接部每一侧面设置有一卡扣，所述卡扣尺寸与所述矩形卡扣孔相匹配，所述固定底座中央设有中心孔，四根所述导向柱的共圆中心即为中心孔的中心，所述折边限位槽从长方体顶面转角处延伸至中心孔外边缘，与中心孔外边缘相抵，所述中心孔为圆柱体内部，所述圆柱体中部设有两相对的固定卡口。
由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：
1.本发明所述主抛物面反射面由若干个抛物面单元组成，与传统反射面一体化成型设计相比，减小了模具冲压尺寸，降低生产成本，每一所述抛物面单元形状、尺寸相同，可堆叠放置包装，从而减小包装体积，方便运输；所述馈源由两组相互垂直的偶极子天线构成，增强了发射/接收信号的能力，调整两组偶极子天线的间距能够提升天线间的隔离度，增强所述馈源的抗干扰能力。
2.所述主抛物面反射面由若干个抛物面单元组成，数量可为2、4、6等，其数量仅需满足半数抛物面单元能拼合成半个主抛物面反射面即可，因此抛物面单元数量及结构大小灵活多变，可按需设计调整，此外所述抛物面单元表面等间距设置有数排通风孔，能够有效减小天线风阻。
3.所述抛物面单元左、右侧面分别设置有左径向折边、右径向折边，所述左径向折边上设置有2个装配锁孔、1个紧配凸点，所述右径向折边上设置有相匹配的2个装配卡钉、1个紧配凸点避让孔，方便各抛物面单元在免工具的情况下，迅速牢靠的完成组装。
4.所述馈源通过馈电匹配网络与高速信号模块连接成一体后内嵌在所述塑胶支撑外壳内，所述次抛物面反射面卡扣在塑胶盖内部，所述塑胶盖通过超声波焊接于塑胶支撑外壳上，进一步减小了装置的体积，这有利于无线通信装置小型化的发展。
5.所述塑胶支撑外壳上设置有支撑外壳卡扣及支撑外壳法兰，所述抛物面单元上设置有所述左径向折边、右径向折边、矩形卡扣孔、导向圆孔及留有1/4圆孔，所述固定底座上设置有导向柱、折边限位槽、卡口、中心孔及固定卡口，方便主抛物面、塑胶支撑外壳及固定底座三者快速牢固的安装。
附图说明
图1为本发明所涉及天线的拆分结构图
图2(a)、图2(b)为本发明所涉及天线的整体结构图
图3为本发明所涉及天线的抛物面单元结构图
图4(a)、图4(b)是本发明所涉及天线的主抛物面反射面拼装示意图；
图5是本发明所涉及天线的固定底座结构图；
图6是本发明所涉及天线的塑胶支撑外壳结构图；
图7是本发明所涉及天线的馈源拆分结构图。
其中：100、主抛物面反射面；101、抛物面单元；1011、装配卡钉；1012、装配锁孔；1013、紧配凸点；1014、紧配凸点避让孔；1015、通风孔；1016、导向圆孔；1017、矩形卡扣孔；1018、右径向折边；1019、左径向折边；1020、轴向折边；200、塑胶支撑外壳；201、支撑外壳卡扣；202、支撑外壳法兰；300、塑胶盖；400、固定底座；401、连接部；402、导向柱；403、折边限位槽；404、卡扣；405、固定卡口；406、中心孔；500、馈源；501、偶极子天线；600、次抛物面反射面；700、馈电匹配网络；800、高速信号模块。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
参见图1所示，一种小型快装式双极化高隔离度天线，包括反射面、馈源500、塑胶支撑外壳200及固定底座400，所述反射面包括主抛物面反射面100与次抛物面反射面600，所述主抛物面反射面100由若干个抛物面单元101组成，所述馈源500由两组相互垂直的偶极子天线501构成，与传统反射面一体化成型设计相比，减小了模具冲压尺寸，降低生产成本，每一所述抛物面单元101形状、尺寸相同，可堆叠放置包装，从而减小包装体积，方便运输，且所述馈源500由两组相互垂直的偶极子天线501构成，增强了发射/接收信号的能力，调整两组偶极子天线501的间距能够提升天线间的隔离度，增强所述馈源500的抗干扰能力。
如图3、4(a)、4(b)所示，所述主抛物面反射面100由4个抛物面单元101拼装而成，所述抛物面单元101表面等间距设置有数排通风孔1015，所述抛物面单元101底部留有1/4圆孔，所述抛物面单元101表面接近1/4圆孔处设置有一导向圆孔1016及一矩形卡扣孔1017，通风孔1015的设计能够有效减小天线风阻。
如图4(a)、4(b)所示，所述抛物面单元101数目为整数N(N>1)，N为4但不仅限于4，N仅需满足N/2个抛物面单元101能拼合成半个抛物面反射面100即可，抛物面单元101数量及结构大小灵活多变，可按需设计调整。
如图3所示，所述抛物面单元101为一体成型，所述抛物面单元101左、右侧面分别设置有左径向折边1019、右径向折边1018，所述左径向折边1019、右径向折边1018分别与所述抛物面单元101抛物面垂直，所述抛物面单元101上侧设置有轴向折边1020，所述轴向折边1020与所述抛物面单元101抛物面夹角大于90度，所述左径向折边1019、所述右径向折边1018及所述轴向折边1020一体互联，所述左径向折边1019上设置有2个装配锁孔1012、1个紧配凸点1013，所述右径向折边1018上设置有相匹配的2个装配卡钉1011、1个紧配凸点避让孔1014，在免工具情况下，可迅速牢靠的完成反射面的组装。
如图1、2(a)、2(b)所示，所述馈源500通过馈电匹配网络700与高速信号模块800连接成一体后内嵌在所述塑胶支撑外壳200内，所述次抛物面反射面600卡扣在塑胶盖300内部，所述塑胶盖300通过超声波焊接于塑胶支撑外壳200上，所述次抛物面反射面600焦点与所述主抛物面反射面100焦点重合，进一步减小了装置的体积，所述高速信号模块800依照信号源选用其对应的模块，如LTE、微站等。所述馈电匹配网络700依照高速信号模块800的工作频率，采用HFSS仿真设计好相应匹配网络的尺寸，在PCB板上进行布局设计，确保馈源500与高速信号模块800之间的阻抗匹配，避免能量损耗。调整馈源500的尺寸大小、形状并调试馈电匹配网络700，确保天线优良的驻波性能，降低回波损耗，同时提升隔离度。
如图7所示，两组所述偶极子天线501摆放方式为：一组所述偶极子天线501水平摆放，另一组所述偶极子天线501垂直摆放，或者，一组所述偶极子天线501与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线501与垂直方向呈-45度摆放，每组所述偶极子天线501臂长为二分之一工作波长。
如图6所示，所述塑胶支撑外壳200两侧面正对设置有一对支撑外壳卡扣201，所述塑胶支撑外壳200中部套设有支撑外壳法兰202。
如图5所示，所述固定底座400顶部为连接部401，所述连接部401为长方体，所述连接部401上设置有四根导向柱402，所述导向柱402尺寸与所述导向圆孔1016内径相匹配，所述导向柱402两两相对，呈十字形，所述连接部401顶面对角线上设置有四个折边限位槽403，所述连接部401每一侧面设置有一卡扣404，所述卡扣404尺寸与所述矩形卡扣孔1017相匹配，所述固定底座400中央设有中心孔406，四根所述导向柱402的共圆中心即为中心孔406的中心，所述折边限位槽403从长方体顶面转角处延伸至中心孔406外边缘，与中心孔406外边缘相抵，所述中心孔406为圆柱体内部，所述圆柱体中部设有两相对的固定卡口405。
实际安装过程分为：主抛物面反射面100拼装，馈源500安装及固定底座400与主抛物面反射面100、塑胶支撑外壳200的组装。
主抛物面反射面100拼装：如图4(a)、4(b)所示，右径向折边1018上2个装配卡钉1011沿A方向穿过左径向折边1019上的对应装配锁孔1012，将上述右径向折边1018与左径向折边1019靠紧并使两个抛物面单元101发生B方向的相对位移，此时紧配凸点1013由紧配凸点避让孔1014处滑至右径向折边1018面上，完成2个抛物面单元101的拼装和紧配。同上，完成另外个抛物面单元101的拼装和紧配，如图4(b)所示，将一组紧配的2个抛物面单元101上的装配卡钉1011沿C方向穿过另外半个主抛物面反射面100上的对应装配锁孔1012，相邻径向折边紧靠并沿方向D让两组紧配的2个抛物面单元101发生相对位移，完成整个主抛物面反射面100的拼装。
馈源500安装：如图1所示，次抛物面反射面600卡扣在塑胶盖300内部，馈源500通过馈电匹配网络700与高速信号模块800连成一体嵌入塑胶支撑外壳200，再将塑胶盖300与塑胶支撑外壳200超声波焊接成整体部件。
固定底座400与主抛物面反射面100、塑胶支撑外壳200的组装：如图1所述，将导向柱402插入由抛物面单元101拼合而成的主抛物面反射面100上的4个导向圆孔1016中并推合两者，卡扣404固定在矩形卡扣孔1017上，折边限位槽403包裹住对应的径向折边，中心孔406穿过由1/4圆孔拼合的整圆孔，至此固定底座400完成装配，再将塑胶盖300与塑胶支撑外壳200焊接成的整体部件沿中心孔406推入固定底座400中，当支撑外壳法兰202接触到主抛物面反射面100时，支撑外壳卡扣201亦锁固在固定卡口405上，整个天线组装完毕。
本发明的天线工作在高速信号模块800设定的工作频段，高速信号模块800发出的信号通过馈电匹配网络700传送到偶极子天线501，偶极子天线501通过电磁波的形式将接收的信号发射出去，次抛物面反射面600对偶极子天线501发射的信号进行反射，可拆分的主抛物面反射面100对次抛物面反射面600反射的信号进行二次反射，使得无线信号密集且朝抛物面轴的正前方进行发射，天线将形成波束的信号发射到远端，进而实现远距离无线信号的传送及接收。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小型快装式双极化高隔离度天线，包括反射面、馈源(500)、塑胶支撑外壳(200)及固定底座(400)，其特征在于：所述反射面包括主抛物面反射面(100)与次抛物面反射面(600)，所述主抛物面反射面(100)由若干个抛物面单元(101)组成，所述馈源(500)由两组相互垂直的偶极子天线(501)构成。
2.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述主抛物面反射面(100)由4个抛物面单元(101)拼装而成，所述抛物面单元(101)表面等间距设置有数排通风孔(1015)，所述抛物面单元(101)底部留有1/4圆孔，所述抛物面单元(101)表面接近1/4圆孔处设置有一导向圆孔(1016)及一矩形卡扣孔(1017)。
3.根据权利要求1或2所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述抛物面单元(101)数目为N(N>1)，N为4但不仅限于4，N仅需满足N/2个抛物面单元(101)能拼合成半个抛物面反射面(100)即可。
4.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述抛物面单元(101)为一体成型，所述抛物面单元(101)左、右侧面分别设置有左径向折边(1019)、右径向折边(1018)，所述左径向折边(1019)、右径向折边(1018)分别与所述抛物面单元(101)抛物面垂直，所述抛物面单元(101)上侧设置有轴向折边(1020)，所述轴向折边(1020)与所述抛物面单元(101)抛物面夹角大于90度，所述左径向折边(1019)、所述右径向折边(1018)及所述轴向折边(1020)一体互联。
5.根据权利要求4所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述左径向折边(1019)上设置有2个装配锁孔(1012)、1个紧配凸点(1013)，所述右径向折边(1018)上设置有相匹配的2个装配卡钉(1011)、1个紧配凸点避让孔(1014)。
6.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述馈源(500)通过馈电匹配网络(700)与高速信号模块(800)连接成一体后内嵌在所述塑胶支撑外壳(200)内。
7.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：两组所述偶极子天线(501)摆放方式为：一组所述偶极子天线(501)水平摆放，另一组所述偶极子天线(501)垂直摆放，或者，一组所述偶极子天线(501)与垂直方向呈+45度摆放，另一组偶极子天线(501)与垂直方向呈-45度摆放，每组所述偶极子天线(501)臂长为二分之一工作波长。
8.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述次抛物面反射面(600)卡扣在塑胶盖(300)内部，所述塑胶盖(300)通过超声波焊接于塑胶支撑外壳(200)上，所述次抛物面反射面(600)焦点与所述主抛物面反射面(100)焦点重合。
9.根据权利要求1所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述塑胶支撑外壳(200)两侧面正对设置有一对支撑外壳卡扣(201)，所述塑胶支撑外壳(200)中部套设有支撑外壳法兰(202)。
10.根据权利要求1或2所述的小型快装式双极化高隔离度天线，其特征在于：所述固定底座(400)顶部为连接部(401)，所述连接部(401)为长方体，所述连接部(401)上设置有四根导向柱(402)，所述导向柱(402)尺寸与所述导向圆孔(1016)内径相匹配，所述导向柱(402)两两相对，呈十字形，所述连接部(401)顶面对角线上设置有四个折边限位槽(403)，所述连接部(401)每一侧面设置有一卡扣(404)，所述卡扣(404)尺寸与所述矩形卡扣孔(1017)相匹配，所述固定底座(400)中央设有中心孔(406)，四根所述导向柱(402)的共圆中心即为中心孔(406)的中心，所述折边限位槽(403)从长方体顶面转角处延伸至中心孔(406)外边缘，与中心孔(406)外边缘相抵，所述中心孔(406)为圆柱体内部，所述圆柱体中部设有两相对的固定卡口(405)。
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