CN110233348B - 一种通用型盐水天线馈电方法 - Google Patents

Abstract

一种通用型盐水天线馈电方法，属于无线通信系统技术领域。接地板上有凹槽一，粗探针上有凹槽二且外有介电层并放在凹槽一内，盐水容器上下端均为开口端且下端外有硅胶层，并插入凹槽二。在接地板中心钻取凹槽一，将介电层嵌入凹槽一中，将粗探针嵌入介电层中，将盐水容器下端包裹硅胶层并插入凹槽二中，向盐水容器中倒入盐水，开启电源，电源连接介电层和粗探针，依次通过介电层和粗探针后到达盐水容器，实现对盐水天线的馈电。本发明结构简单，制作成本低，尺寸小，通用性强，带宽以及辐射效率能够保持在良好的范围内，可重构性强，可以应用在无线通信、数字电视、舰船通信等领域。

Description

一种通用型盐水天线馈电方法

技术领域

本发明涉及一种馈电方法，尤其是一种通用型盐水天线馈电方法，属于无线通信系统技术领域。

背景技术

由于无线通信的蓬勃发展，因此也对无线通线设备提出了更高的要求。其中，液体天线凭借其成本低、可重构性强以及具有透明性等优点得到了良好的发展。液体天线的发展达到了一个新的高度，也将为无线通信的进一步发展提供助力。

盐水天线是液体天线的一支新秀。它是一种以盐水为电磁辐射体的新式天线，是一种特殊的介质谐振天线。盐水比一般介质和金属更容易加工成需要的形状，调节结构几何参数和材料电磁特性方便，天线工作频率和带宽容易控制，具有很好的可重构性。不仅如此，盐水天线在不使用时可以关掉或者放干盐水，从而增强使用的隐蔽性。相对于一些大型的金属天线，盐水天线运输更方便，价格更便宜，对环境无污染，成功弥补了传统天线的不足。这些优点使得盐水天线得到了更好的发展，在各个领域得到了越来越广泛的应用。然而，目前的盐水天线的结构相对较为复杂，且没有一种能够满足各种形状盐水天线的馈电结构。此外，经文献检索发现，在2015年发表名称为《The Institution of Engineering6nd Technology》的期刊中，发表了一篇名为《Further investig6tion on w6ter6ntenn6s》的文章，此文章中对盐水天线的结构进行了详细阐述。同时，自2010年起，国内外有多篇文章涉及到盐水天线，但是其馈电结构大都比较复杂且不具备通用性。

发明内容

本发明的目的在于为解决背景技术中存在的问题，本发明提供一种通用型盐水天线馈电方法。

实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种通用型盐水天线馈电方法，本发明所述的方法有两种，分别是：

方法一：所述方法是利用盐水容器、接地板、硅胶层以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针以及介电层，所述接地板的上表面设有凹槽一，所述粗探针为固态金属，粗探针的上表面设有凹槽二且外侧紧密地套装有介电层，并紧密地放置在所述凹槽一内，所述盐水容器的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层，并紧密地插入所述凹槽二，所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板的中心位置钻取与介电层相匹配的凹槽一；

步骤二：将介电层匹配地嵌入所述凹槽一中，并使介电层与接地板固定连接；

步骤三：将粗探针的匹配地嵌入介电层中，并使粗探针和介电层紧密贴合固定连接；

步骤四：将盐水容器下端的外侧紧密地包裹有硅胶层；

步骤五：将盐水容器的下端紧密插入粗探针的凹槽二中；

步骤六：通过盐水容器上端的开口，向盐水容器中倒入盐水，盐水与凹槽二的槽底面接触，同时通过硅胶层保证密封性；

步骤七：开启电源，电源连接介电层和粗探针，依次通过介电层和粗探针后到达盐水容器，实现对盐水天线的馈电。

方法二：所述方法是利用盐水容器、接地板、硅胶层以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针以及介电层，所述接地板的上表面设有凹槽一，所述介电层紧密地放置在所述凹槽一内且的下端固定有金属板，所述粗探针为金属粉末状并放置在介电层内所述盐水容器的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层，并紧密地插入粗探针内，所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板的中心位置钻取与介电层相匹配的凹槽一；

步骤二：在介电层的下端粘合一个金属片一，并测试其密封性；

步骤三：向介电层内倒入粗探针，使金属粉末高度与介电层高度相齐；

步骤四：盐水容器的底部粘合一个金属片二，，并测试其密封性；

步骤五：向盐水容器中倒入盐水；

步骤六：将盐水容器插入到粗探针中，调整金属粉末，使剩余金属粉末高度与介电层的高度相齐；

步骤七：在粗探针的上方设置玻璃片或PVC片，固定盐水容器；

步骤八：开启电源，电源连接介电层和粗探针，依次通过介电层和粗探针后到达盐水容器，实现对盐水天线的馈电。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明以盐水为材料，通过改变盐水的浓度、温度、形状等参数来实现盐水天线的频率以及部分带宽的可重构

2、本发明为各种形状的液体天线提供了一种通用的馈电结构，且在使用该种馈电结构的情况下，天线的部分带宽以及辐射效率呈现良好的状态。

3、本发明的馈电结构设计简单，粗探针结构的引入实现了盐水天线高辐射效率的特性。

4、本发明的馈电结构适用于多种形状的液体天线，如圆筒型、薄片型、半圆环型等。

5、本发明结构简单，制作成本低，尺寸小，通用性强，带宽以及辐射效率能够保持在良好的范围内，可重构性强，可以应用在无线通信、数字电视、舰船通信等领域。

附图说明

图1是本发明中的盐水容器为圆筒时的整体结构示意图；

图2是图1的拆分图；

图3是图1的剖视图；

图4是本发明中的盐水容器为单个矩形筒时的整体结构示意图；

图5是图4的拆分图；

图6是本发明中的盐水容器为两个矩形筒时的整体结构示意图；

图7是图6的拆分图；

图8是盐水容器为圆筒时的反射系数变化示意图；

图9是图8在工作频率为6.5GHz情况下的二维方向图示意图；

图10是盐水容器为单个矩形筒时的反射系数变化示意图；

图11是图10在工作频率为8.0GHz情况下的二维方向图示意图；

图12是盐水容器为两个矩形筒时的反射系数变化示意图；

图13是图12在工作频率为9.5GHz情况下的二维方向图示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

具体实施方式一：如图1～图13所示，本发明公开了一种通用型盐水天线馈电方法，所述方法是利用盐水容器1、接地板4、硅胶层5以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针2以及介电层3，所述接地板4的上表面设有凹槽一6，所述粗探针2为固态金属，粗探针2的上表面设有凹槽二7且外侧通过粘合剂或硅胶垫片紧密地套装有介电层3，并紧密地放置在所述凹槽一6内，所述盐水容器1的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层5，并紧密地插入所述凹槽二7，硅胶层5可以让盐水容器1和粗探针2之间紧密接触并实现密封，所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板4的中心位置钻取与介电层3相匹配的凹槽一6；

步骤二：将介电层3匹配地嵌入所述凹槽一6中，使介电层3的底面与接地板4完美结合，并通过粘合剂使介电层3与接地板4固定连接；

步骤三：将粗探针2的匹配地嵌入介电层3中，并使粗探针2和介电层3通过粘合剂或硅胶垫片紧密贴合固定连接；

步骤四：将盐水容器1下端的外侧紧密地包裹有硅胶层5；

步骤五：将盐水容器1的下端紧密插入粗探针2的凹槽二7中；

步骤六：通过盐水容器1上端的开口，向盐水容器1中倒入盐水，盐水与凹槽二7的槽底面接触，同时通过硅胶层5保证密封性；

步骤七：开启电源，电源连接介电层3和粗探针2，依次通过介电层3和粗探针2后到达盐水容器1，实现对盐水天线的馈电。

具体实施方式二：本实施方式是对具体实施方式一作出的进一步说明，所述盐水容器1为绝缘材质，可采用PVC材质，所述接地板4为金属材质，所述介电层3的材质为聚四氟乙烯。

具体实施方式三：如图1～图13所示，本实施方式是对具体实施方式一或具体实施方式二作出的进一步说明，所述盐水容器1为一个圆筒结构或一个矩形筒结构或两个矩形筒结构。

具体实施方式四：本实施方式是对具体实施方式二作出的进一步说明，所述聚四氟乙烯的相对介电常数为2.1。

具体实施方式五：如图1～图13所示，本发明公开了一种通用型盐水天线馈电方法，所述方法是利用盐水容器1、接地板4、硅胶层5以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针2以及介电层3，所述接地板4的上表面设有凹槽一6，所述介电层3紧密地放置在所述凹槽一6内且的下端固定有金属板，所述粗探针2为金属粉末状并放置在介电层3内所述盐水容器1的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层5，并紧密地插入粗探针2内，所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板4的中心位置钻取与介电层3相匹配的凹槽一6；

步骤二：在介电层3的下端通过粘合剂粘合一个金属片一，并测试介电层与3金属片一之间的密封性；

步骤三：向介电层3内倒入粗探针2，使金属粉末高度与介电层3高度相齐；

步骤四：盐水容器1的底部通过粘合剂粘合一个金属片二，并测试盐水容器1与金属片二之间的密封性；

步骤五：向盐水容器1中倒入盐水；

步骤六：将盐水容器1插入到粗探针2中，调整金属粉末，使剩余金属粉末高度与介电层3的高度相齐；

步骤七：在粗探针2的上方设置玻璃片或PVC片，固定盐水容器1；

步骤八：开启电源，电源连接介电层3和粗探针2，依次通过介电层3和粗探针2后到达盐水容器1，实现对盐水天线的馈电。

具体实施方式六：本实施方式是对具体实施方式五作出的进一步说明，所述盐水容器1为绝缘材质，可采用PVC材质，所述接地板4为金属材质，所述介电层3的材质为聚四氟乙烯。

具体实施方式七：如图1～图13所示，本实施方式是对具体实施方式五或具体实施方式六作出的进一步说明，所述盐水容器1为一个圆筒结构或一个矩形筒结构或两个矩形筒结构。

具体实施方式八：本实施方式是对具体实施方式六作出的进一步说明，所述聚四氟乙烯的相对介电常数为2.1。

如图1～图3所示，盐水容器1为圆筒型时，盐水天线工作频率设置在3GHz～9GHz频段范围内，其三维尺寸为50mm×50mm×11mm。

如图4～图5所示，盐水容器1为单个矩形筒时，盐水天线工作频率设置在3GHz～14GHz频段范围内，其三维尺寸为58mm×58mm×13mm。

如图6～图7所示，盐水容器1为两个矩形筒时，盐水天线工作频率设置在5GHz～15GHz频段范围内，其三维尺寸为58mm×58mm×13mm。

如图8所示，此时的介质谐振天线的谐振频率为6.5GHz，谐振点处的反射系数为-23.2d7，-10d7带宽为2.1GHz。

如图10所示，此时的介质谐振天线的谐振频率为8.0GHz，谐振点处的反射系数大约为-14.3d7。

如图12所示，此时的介质谐振天线的谐振频率为9.5GHz，谐振点处的反射系数大约为-13.5d7。

盐水可以盛放在任意形状的盐水容器1中，构成不同形状的盐水天线，盐水容器1插入到通用型馈电结构的粗探针2中，馈电结构与接地板4相连接，在接地板4底部进行馈电。

本发明的基本原理在于：通过馈电结构激发盐水部分中的盐水共同构成一种介质谐振天线，介电层3和粗探针2共同构成了馈电结构，粗探针2的加入提高了盐水天线的辐射效率。本方法馈电结构结构简单，通用性强，有较大的实用性意义。粗探针2和聚四氟乙烯材质的介电层3同轴设置，依次连接接地板4，在接地板4的下方对盐水天线进行馈电。

本发明涉及无线通信系统中射频前端盐水天线馈电部分的设计，具体结合了探针馈电以及同轴线馈电两种方式，并进行了改进，形成了一种新型的馈电结构，这种通用型的馈电结构适用于多种不同结构的盐水天线。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的装体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同条件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种通用型盐水天线馈电方法，所述方法是利用盐水容器(1)、接地板(4)、硅胶层(5)以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针(2)以及介电层(3)，所述接地板(4)的上表面设有凹槽一(6)，所述粗探针(2)为固态金属，粗探针(2)的上表面设有凹槽二(7)且外侧紧密地套装有介电层(3)，并紧密地放置在所述凹槽一(6)内，所述盐水容器(1)的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层(5)，并紧密地插入所述凹槽二(7)，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板(4)的中心位置钻取与介电层(3)相匹配的凹槽一(6)；

步骤二：将介电层(3)匹配地嵌入所述凹槽一(6)中，并使介电层(3)与接地板(4)固定连接；

步骤三：将粗探针(2)的匹配地嵌入介电层(3)中，并使粗探针(2)和介电层(3)紧密贴合固定连接；

步骤四：将盐水容器(1)下端的外侧紧密地包裹有硅胶层(5)；

步骤五：将盐水容器(1)的下端紧密插入粗探针(2)的凹槽二(7)中；

步骤六：通过盐水容器(1)上端的开口，向盐水容器(1)中倒入盐水，盐水与凹槽二(7)的槽底面接触，同时通过硅胶层(5)保证密封性；

步骤七：开启电源，电源连接介电层(3)和粗探针(2)，依次通过介电层(3)和粗探针(2)后到达盐水容器(1)，实现对盐水天线的馈电。

2.根据权利要求1所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述盐水容器(1)为绝缘材质，所述接地板(4)为金属材质，所述介电层(3)的材质为聚四氟乙烯。

3.根据权利要求1或2所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述盐水容器(1)为一个圆筒结构或一个矩形筒结构或两个矩形筒结构。

4.根据权利要求2所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯的相对介电常数为2.1。

5.一种通用型盐水天线馈电方法，所述方法是利用盐水容器(1)、接地板(4)、硅胶层(5)以及馈电机构实现的，所述馈电机构包括粗探针(2)以及介电层(3)，所述接地板(4)的上表面设有凹槽一(6)，所述介电层(3)紧密地放置在所述凹槽一(6)内且的下端固定有金属板，所述粗探针(2)为金属粉末状并放置在介电层(3)内所述盐水容器(1)的上端和下端均为开口端且下端的外侧紧密地套装有硅胶层(5)，并紧密地插入粗探针(2)内，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤一：在所述接地板(4)的中心位置钻取与介电层(3)相匹配的凹槽一(6)；

步骤二：在介电层(3)的下端粘合一个金属片一，并测试介电层(3)与金属片一之间的密封性；

步骤三：向介电层(3)内倒入粗探针(2)，使金属粉末高度与介电层(3)高度相齐；

步骤四：盐水容器(1)的底部粘合一个金属片二，并测试盐水容器(1)与金属片二之间的密封性；

步骤五：向盐水容器(1)中倒入盐水；

步骤六：将盐水容器(1)插入到粗探针(2)中，调整金属粉末，使剩余金属粉末高度与介电层(3)的高度相齐；

步骤七：在粗探针(2)的上方设置玻璃片或PVC片，固定盐水容器(1)；

步骤八：开启电源，电源连接介电层(3)和粗探针(2)，依次通过介电层(3)和粗探针(2)后到达盐水容器(1)，实现对盐水天线的馈电。

6.根据权利要求5所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述盐水容器(1)为绝缘材质，所述粗探针(2)以及接地板(4)均为金属材质，所述介电层(3)的材质为聚四氟乙烯。

7.根据权利要求5或6所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述盐水容器(1)为一个圆筒结构或一个矩形筒结构或两个矩形筒结构。

8.根据权利要求6所述的一种通用型盐水天线馈电方法，其特征在于：所述聚四氟乙烯的相对介电常数为2.1。

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