CN112397246B - 偶极子天线结构及电缆组件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及天线领域，旨在解决现有偶极子天线馈电结构在长距离馈电时需对内孔加工要求高的问题，提供偶极子天线结构及电缆组件。偶极子天线结构包括辐射体、立柱、介质支撑、TNC馈电座和电缆组件；立柱上设置有通孔；介质支撑套于内导体之外，TNC馈电座套于介质支撑套之外，并将介质支撑和TNC馈电座沿电缆组件的轴线方向压紧连接立柱的端面，且TNC馈电座和立柱该端之间电连接；介质支撑为绝缘结构，其将内导体和TNC馈电座绝缘分隔；辐射体中的一个极子电连接于第二露出端、另一个极子电连接于立柱的该端和/或电缆金属外层的该端。本发明的有益效果是可以实现辐射体与馈电座之间的大间距馈电、对内孔加工要求低。

Description

偶极子天线结构及电缆组件

技术领域

本发明涉及天线领域，具体而言，涉及偶极子天线结构及电缆组件。

背景技术

偶极子天线具有结构简单、频带宽、功率容量大、辐射特性好等优点，广泛应用于电子设备系统中。

现有文献对于这种天线电气性能的研究比较多，但是对于结构实现方式的研究不够深入，特别是缺乏针对馈电结构的研究。这种天线是典型的机电一体化产品，其馈电方式的选择及其具体的馈电结构形式直接影响天线的电性能指标、可靠性及加工成本，所以有必要确定一种简洁、高效、可靠、低成本的馈电结构形式。

但是当天线的馈电座与辐射体之间的距离比较远的时候，如果现有方案来馈电，则立柱内孔和介质体内孔就必然属于深孔加工，在工程上就很难甚至根本不可能实现，而且成本也会显著提高，电性能和可靠性也不容易得到保证。

发明内容

本发明旨在提供偶极子天线结构及电缆组件，以解决现有偶极子天线馈电结构在长距离馈电时需对内孔加工要求高、电性能和可靠性不容易保证的问题。

本发明的实施例是这样实现的：

一种用作偶极子天线馈电结构的电缆组件，其包括硬质同轴电缆、绝缘介质片、金属环和内导体，所述硬质同轴电缆包括电缆金属内芯、电缆金属外层和支撑于两者之间的电缆介质层；

所述电缆金属内芯的两端均露出电缆介质层，作为第一露出端和第二露出端；所述绝缘介质片具有通孔，并通过所述通孔套于第一露出端；所述金属环套于所述电缆金属外层，并将所述绝缘介质片轴向压紧于电缆金属内芯和该端电缆介质层、电缆金属外层形成的台阶面上；所述金属环与所述电缆金属外层固定连接且电导通；所述金属环中心位置设有过孔，所述第一露出端从所述过孔伸出后固定并导电连接所述内导体。

本方案中的电缆组件至少具有以下有益效果之一：

1.可以用成品电缆馈电，成本低廉；

2.电缆介质层与电缆金属内芯阻抗匹配一致，只需按具体设计要求剥离出所需形状即可直接使用；

3.设置绝缘介质片，保证内导体与电缆金属外层和金属环有效绝缘；

4.金属环为中空结构，避免和内导体接触；

5.在其作为馈电结构时，偶极子天线的立柱上不需要进行深孔加工，降低了加工难度；

6.在立柱通孔内不需要用介质体来支撑电缆，降低加工成本；

7.可以实现辐射体与馈电座之间的大间距馈电，在结构上可以实现天线扩频。

在一种实施方式中：

所述套接部和电缆金属外层之间通过锡焊焊合实现电连接和固定连接。

本发明还提供一种偶极子天线结构，其包括辐射体、立柱、介质支撑、TNC馈电座和前述的电缆组件；所述立柱上设置有通孔；

所述介质支撑套于所述内导体之外，所述TNC馈电座套于所述介质支撑套之外，并将介质支撑和TNC馈电座沿电缆组件的轴线方向压紧连接立柱的端面，且TNC馈电座和立柱该端之间电连接；所述介质支撑为绝缘结构，其将内导体和TNC馈电座绝缘分隔；

所述辐射体中的一个极子电连接于第二露出端、另一个极子电连接于立柱的该端和/或电缆金属外层的该端。

本方案中的偶极子天线结构与传统结构相比具有以下优点：

1.在立柱上不需要进行深孔加工，降低了加工难度；

2.在立柱通孔内不需要用介质体来支撑电缆，降低加工成本；

3.可以实现辐射体与馈电座之间的大间距馈电，在结构上可以实现天线扩频；

4.内导体由介质支撑和TNC馈电座固定，装配简单，定位准确，抗振性能优良。

在一种实施方式中：

所述立柱的通孔靠近内导体的一端扩大为扩孔；

所述金属环包括用于套接在电缆金属外层外的套接部和套接部外端径向扩大形成的台阶环；所述套接部位于所述扩孔内，所述台阶环被TNC馈电座压紧于立柱的端面。

在一种实施方式中：

所述内导体的外周面设置为台阶形；

所述介质支撑开设有内孔，所述内孔为匹配所述内导体的台阶孔；

所述介质支撑的外周面设置为台阶形，所述TNC馈电座开设有内孔，所述内孔为适配所述介质支撑的外周面的台阶孔；所述TNC馈电座的轴向一端具有连接法兰，所述TNC馈电座通过其连接法兰连接于立柱的端面，并且所述TNC馈电座通过其与介质支撑的台阶配合以及介质支撑和内导体的台阶配合将所述金属环的台阶环压紧于立柱的端面。

在一种实施方式中：

介质支撑轴向压合于台阶环上，且台阶环直径大于介质支撑，以使两者配合处呈台阶形；

所述TNC馈电座的内孔具有与介质支撑和台阶环形成的台阶形配合的二级台阶孔，以使TNC馈电座能够直接施力于台阶环将台阶环压紧于立柱的端面和通过介质支撑将台阶环压紧于介质支撑。

本方案中，各零件在轴向都设计有定位台阶，同时尺寸精度很容易实现，能够一次安装到位，从而保证预期的电气性能指标及其一致性。

在一种实施方式中：

所述TNC馈电座的外端、所述介质支撑的外端以及内导体的外端之间配合形成天线接头；所述TNC馈电座的外端的外周面设有连接螺纹用于连接外接接头。

在一种实施方式中：

所述介质支撑作为绝缘结构将内导体的外端包裹于其内，且所述介质支撑的外端的外周面与TNC馈电座外端的内周面之间间隔限定插槽，用作连接外接接头。

在一种实施方式中：

所述辐射体中的第二露出端垂直连接有导电片，所述第二露出端通过所述导电片与对应的极子电连接。

在一种实施方式中：

所述立柱的通孔直径大于所述电缆组件的外径。

在一种实施方式中：

所述立柱上螺纹连接有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉的端部将所述电缆组件压紧于立柱的通孔表面，以使所述电缆组件的电缆金属外层与立柱紧固接触和电导通。电缆靠近辐射体一端，用紧定螺钉压紧电缆，保证电缆金属外层与立柱电连接，从而保证预期的电气性能指标及其一致性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中提及之附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1中示出了本发明实施例中的用作偶极子天线馈电结构的电缆组件的结构示意图(部分开展示)；

图2中示出了本发明实施例中的偶极子天线结构的结构示意图(部分开展示)；

图3为图2的部分放大视图；

图4为本发明实施例中的偶极子天线结构用于SMA型座时的实施方式视图；

图5为本发明实施例中的偶极子天线结构用于N型座时的实施方式视图。

图标：电缆组件10、硬质同轴电缆11、绝缘介质片12、金属环13、内导体14、电缆金属内芯15、电缆金属外层16、电缆介质层17、第一露出端18、第二露出端19、过孔20、锡焊21、偶极子天线结构50、辐射体51、立柱52、介质支撑53、TNC馈电座54、套接部55、端面56、极子57、扩孔58、台阶环59、连接法兰60、天线接头61、连接螺纹62、插槽63、导电片64、锁紧螺钉65、连接螺钉66。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。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。

实施例

参见图1，本实施例提出一种用作偶极子天线馈电结构的电缆组件10，其包括硬质同轴电缆11、绝缘介质片12、金属环13和内导体14，硬质同轴电缆11包括电缆金属内芯15、电缆金属外层16和支撑于两者之间的电缆介质层17。

电缆金属内芯15的两端均露出电缆介质层17，作为第一露出端18和第二露出端19；绝缘介质片12具有通孔，并通过通孔套于第一露出端18；金属环13套于电缆金属外层16，并将绝缘介质片12轴向压紧于电缆金属内芯15和该端电缆介质层17、电缆金属外层16形成的台阶面上；金属环13与电缆金属外层16固定连接且电导通；金属环13中心位置设有过孔20，第一露出端18从过孔20伸出后固定并导电连接内导体14。

本方案中的电缆组件10至少具有以下有益效果之一：

1.硬质同轴电缆11可以用成品电缆馈电，成本低廉；只需剥成本方案所需的形状即可；

2.电缆介质层17与电缆金属内芯15阻抗匹配一致，只需按具体设计要求剥离出所需形状即可直接使用；

3.设置绝缘介质片12，保证内导体14与电缆金属外层16和金属环13有效绝缘；

4.金属环13为中空结构，避免和内导体14接触；

5.在其作为馈电结构时，偶极子57天线的立柱52上不需要进行深孔加工，降低了加工难度；

6.在立柱52通孔内不需要用介质体来支撑电缆，降低加工成本；

7.可以实现辐射体51与TNC馈电座54之间的大间距馈电，在结构上可以实现天线扩频。

本方案中，可选地，套接部55和电缆金属外层16之间通过锡焊21焊合实现电连接和固定连接。内导体14和电缆金属内芯15之间也可通过锡焊21进行连接和电导通。具体地可在内导体14对应电缆金属内芯15的一端开孔，将内导体14的端头插入孔中，然后实现两者的锡焊21电连接。

本实施例，绝缘介质片12可同时叠压在电缆金属外层16和电缆介质层17上，金属环13的内孔内边缘向内延伸的部分下压电缆介质层17，实现定位和配合压紧。

通过这些结构的设置，整个电缆组件10可作为一个各部分彼此可靠定位连接为一体的结构，更重要的是，方便其作为馈电连接用于偶极子57天线中，具体在下文中描述。

配合参见图2和图3，本实施例还提供一种偶极子天线结构50，其包括辐射体51、立柱52、介质支撑53、TNC馈电座54和前述的电缆组件10；立柱52上设置有通孔。

介质支撑53套于内导体14之外，TNC馈电座54套于介质支撑53套之外，并将介质支撑53和TNC馈电座54沿电缆组件10的轴线方向压紧连接立柱52的端面56，且TNC馈电座54和立柱52该端之间电连接；介质支撑53为绝缘结构，其将内导体14和TNC馈电座54绝缘分隔。

辐射体51中的一个极子57电连接于第二露出端19、另一个极子57电连接于立柱52的该端和/或电缆金属外层16的该端。

本方案中的偶极子天线结构50与传统结构相比具有以下优点：

1.在立柱52上不需要进行深孔加工，降低了加工难度；

2.在立柱52通孔内不需要用介质体来支撑电缆，降低加工成本；

3.可以实现辐射体51与TNC馈电座54之间的大间距馈电，在结构上可以实现天线扩频；

4.内导体14由介质支撑53和TNC馈电座54固定，装配简单，定位准确，抗振性能优良。

本实施例中，立柱52的通孔靠近内导体14的一端扩大为扩孔58；金属环13包括用于套接在电缆金属外层16外的套接部55和套接部55外端径向扩大形成的台阶环59；套接部55位于扩孔58内，台阶环59被TNC馈电座54压紧于立柱52的端面56。可选地，内导体14的外周面设置为台阶形，介质支撑53开设有内孔，内孔为匹配内导体14的台阶孔；介质支撑53的外周面设置为台阶形，TNC馈电座54开设有内孔，内孔为适配介质支撑53的外周面的台阶孔；TNC馈电座54的轴向一端具有连接法兰60，TNC馈电座54通过其连接法兰60和连接螺钉66连接于立柱52的端面56，并且TNC馈电座54通过其与介质支撑53的台阶配合以及介质支撑53和内导体14的台阶配合将金属环13的台阶环59压紧于立柱52的端面56。可选地，介质支撑53轴向压合于台阶环59上，且台阶环59直径大于介质支撑53，以使两者配合处呈台阶形；TNC馈电座54的内孔具有与介质支撑53和台阶环59形成的台阶形配合的二级台阶孔，以使TNC馈电座54能够直接施力于台阶环59将台阶环59压紧于立柱52的端面56和通过介质支撑53将台阶环59压紧于介质支撑53。

本方案中，各零件在轴向都设计有定位台阶，同时尺寸精度很容易实现，能够一次安装到位，从而保证预期的电气性能指标及其一致性。

本实施例中，TNC馈电座54的外端、介质支撑53的外端以及内导体14的外端之间配合形成天线接头61；TNC馈电座54的外端的外周面设有连接螺纹62用于连接外接接头。介质支撑53作为绝缘结构将内导体14的外端包裹于其内，且介质支撑53的外端的外周面与TNC馈电座54外端的内周面之间间隔限定插槽63，用作连接外接接头。

本实施例中的辐射体51中的第二露出端19垂直连接有导电片64，第二露出端19通过导电片64与对应的极子57电连接。

本实施例中，电缆组件10的两端分别定位，无需其外周面和立柱52的通孔进行定位配合，因此可设置立柱52的通孔直径大于电缆组件10的外径。且对立柱52的通孔不需要进行精加工，降低了加工成本。

本实施例中，还可在立柱52上螺纹连接锁紧螺钉65，锁紧螺钉65的端部将电缆组件10压紧于立柱52的通孔表面，以使电缆组件10的电缆金属外层16与立柱52紧固接触和电导通。电缆靠近辐射体51一端，用紧定螺钉压紧电缆，保证电缆金属外层16与立柱52电连接，从而保证预期的电气性能指标及其一致性。

由此，本实施例中的TNC馈电座54及立柱52结构部分具有以下有益效果：

1.避免了立柱52的深孔加工，降低加工难度及成本；

2.立柱52上通孔的尺寸精度不高，成本低廉；

3.便于准确安装定位，不需要额外调节；

4.内导体14被介质支撑53有效固定，抗振性能可靠，满足环境适应性；

5.TNC馈电座54压紧电缆组件10上的金属环13，保证金属环13及电缆金属外层16与立柱52有效电连接，同时抗振性能好。

本实施例中的方案已经在多个项目中设计、生产并投入使用了多种形式的偶极子天线结构。各天线的电气指标完全满足要求，保证了电气指标的一致性，同时满足各自的环境试验条件，说明这种发明是可靠的。现在已经在多个平台中得到验证，能够得到大力推广。按照本发明的思路，采用SMA、N等作为馈电头的偶极子天线结构，都可以采用电缆连接来馈电，参见图4和图5。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种偶极子天线结构，其特征在于：

包括辐射体、立柱、介质支撑、TNC馈电座和电缆组件；

所述电缆组件包括硬质同轴电缆、绝缘介质片、金属环和内导体，所述硬质同轴电缆包括电缆金属内芯、电缆金属外层和支撑于两者之间的电缆介质层；

所述电缆金属内芯的两端均露出电缆介质层，作为第一露出端和第二露出端；所述绝缘介质片具有通孔，并通过所述通孔套于第一露出端；所述金属环套于所述电缆金属外层，并将所述绝缘介质片轴向压紧于电缆金属内芯和该端电缆介质层、电缆金属外层形成的台阶面上；所述金属环与所述电缆金属外层固定连接且电导通；所述金属环中心位置设有过孔，所述第一露出端从所述过孔伸出后固定并导电连接所述内导体；

所述立柱上设置有通孔；

所述介质支撑套于所述内导体之外，所述TNC馈电座套于所述介质支撑之外，并将介质支撑和TNC馈电座沿电缆组件的轴线方向压紧连接立柱的端面，且TNC馈电座和立柱该端之间电连接；所述介质支撑为绝缘结构，其将内导体和TNC馈电座绝缘分隔；

所述辐射体中的一个极子电连接于第二露出端、另一个极子电连接于立柱的该端和/或电缆金属外层的该端；

所述金属环包括用于套接在电缆金属外层外的套接部和套接部外端径向扩大形成的台阶环；所述台阶环被TNC馈电座压紧于立柱的端面；

所述内导体的外周面设置为台阶形；所述介质支撑开设有内孔，所述内孔为匹配所述内导体的台阶孔；

所述介质支撑的外周面设置为台阶形，所述TNC馈电座开设有内孔，所述内孔为适配所述介质支撑的外周面的台阶孔；

介质支撑轴向压合于台阶环上，且台阶环直径大于介质支撑，以使两者配合处呈台阶形；

所述TNC馈电座的内孔具有与介质支撑和台阶环形成的台阶形配合的二级台阶孔，以使TNC馈电座能够直接施力于台阶环将台阶环压紧于立柱的端面和通过介质支撑将台阶环压紧于介质支撑。

2.根据权利要求1所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述立柱的通孔靠近内导体的一端扩大为扩孔；所述套接部位于所述扩孔内。

3.根据权利要求2所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述TNC馈电座的轴向一端具有连接法兰，所述TNC馈电座通过其连接法兰连接于立柱的端面，并且所述TNC馈电座通过其与介质支撑的台阶配合以及介质支撑和内导体的台阶配合将所述金属环的台阶环压紧于立柱的端面。

4.根据权利要求3所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述TNC馈电座的外端、所述介质支撑的外端以及内导体的外端之间配合形成天线接头；所述TNC馈电座的外端的外周面设有连接螺纹用于连接外接接头。

5.根据权利要求4所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述介质支撑作为绝缘结构将内导体的外端包裹于其内，且所述介质支撑的外端的外周面与TNC馈电座外端的内周面之间间隔限定插槽，用作连接外接接头。

6.根据权利要求1所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述辐射体中的第二露出端垂直连接有导电片，所述第二露出端通过所述导电片与对应的极子电连接。

7.根据权利要求1所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述立柱的通孔直径大于所述电缆组件的外径。

8.根据权利要求1所述的偶极子天线结构，其特征在于：

所述立柱上螺纹连接有锁紧螺钉，所述锁紧螺钉的端部将所述电缆组件压紧于立柱的通孔表面，以使所述电缆组件的电缆金属外层与立柱紧固接触和电导通。

Images