CN113013574B - 一种vhf频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线 - Google Patents

一种vhf频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线 Download PDF

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Abstract

本发明属于天线匹配器技术领域，具体涉及一种VHF频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线，其包括：玻璃钢介质片、平放并固定在所述玻璃钢介质片上的环形铁氧体磁芯、其由第一绝缘导线和第二绝缘导线组成的缠绕所述环形铁氧体磁芯设置的匹配线缆、同轴馈线输入端子、第一输出端子、第二输出端子、第三输出端子以及盒体。本发明可使输人端电连接的同轴电缆特性阻抗与输出端的折合振子的输入阻抗匹配，并且插入损耗小，输入信号有效地通过折合振子辐射到空中。以上匹配部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪、太阳辐射等环境影响。

Description

一种VHF频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线
技术领域
本发明属于天线匹配器技术领域，具体涉及一种VHF频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线。
背景技术
折合振子天线在低频天线中是一种常用的形式，它也常作为八木天线的激励单元形式。折合振子天线匹配器是用于匹配微波信号馈线与折合振子空间辐射之间的阻抗变换，一般由四部分组成：50Ω同轴馈线输入端、匹配段、折合振子天线输出端、盒体。
目前VHF频段的折合振子天线的匹配器主要形式是：匹配段是由180°同轴电缆的U形变换器、变压器式变换器等形式。U形变换器的匹配器在VHF频段使用时，结构尺寸大、频带窄；变压器式变换器可以实现小体积、大功率的阻抗变换功能，常用的铁氧体磁芯形式，匹配性能差，插入损耗大。
发明内容
为解决现有技术的不足，本发明提供了一种VHF频段的折合振子天线的匹配器及折合振子天线，以解决目前铁氧体磁芯形式的变压器式变换器的匹配差、插入损耗大的问题。
本发明所提供的技术方案如下：
一种VHF频段的折合振子天线的匹配器，包括：
玻璃钢介质片；
固定在所述玻璃钢介质片上的环形铁氧体磁芯；
缠绕所述环形铁氧体磁芯设置的匹配线缆，其由第一绝缘导线和第二绝缘导线组成；
同轴馈线输入端子，其具有同轴线缆，所述同轴线缆的内导体电连接所述第一绝缘导线的中间部位，所述同轴线缆的外导体电连接所述第二绝缘导线的中间部位；
第一输出端子、第二输出端子以及第三输出端子，所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的同一端分别对应的电连接第一输出端子和第二输出端子，所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的相同的另一端分别对应的电连接第二输出端子和第三输出端子；
以及盒体，用于分别安装所述同轴馈线输入端子、所述玻璃钢介质片、所述第一输出端子、所述第二输出端子和所述第三输出端子。
基于上述技术方案所提供的能承受高功率的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其同轴馈线输入端子作为同轴电缆连接器件，将输入的微波信号传输到缠绕在铁氧体磁芯的匹配电缆上，经过匹配电缆后，微波信号分到两个输出端口上，这两路微波信号的幅度相等，相位相差180°。这个匹配器实现了由同轴馈线输入端子的不平衡微波信号到输出端口的平衡信号的转化，也实现了阻抗变换的功能，从而，使输入端电连接的同轴电缆特性阻抗能与输出端的折合振子的输入阻抗匹配，并且插入损耗小，输入信号有效地通过折合振子辐射到空中。以上匹配部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪、太阳辐射等环境影响。
进一步的，在所述玻璃钢介质片上对应所述环形铁氧体磁芯内侧和外侧分别对应的设置有若干对的线孔，各对线孔穿过有一条尼龙扎带，用于将所述环形铁氧体磁芯绑紧在所述玻璃钢介质片上。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其通过绝缘的尼龙扎带在不影响信号传输的情况下，可以方便的将环形铁氧体磁芯固定在玻璃钢介质片，从而确保了装置结构的稳定性及性能的稳定性。
进一步的，在所述盒体的一个底面上竖向固定有若干的支撑杆，各所述支撑杆的上端面设置有竖向的螺纹孔，各所述螺纹孔螺纹连接有一个螺钉，各所述螺钉贯穿所述的玻璃钢介质片，并将其固定在对应的各所述支撑杆上；在所述盒体的侧壁上贯穿设置所述的同轴馈线输入端子、所述第一输出端子、第二输出端子和第三输出端子，各端子可通过两侧的胶粘块将其胶粘固定在所述盒体的侧壁上，或通过螺栓从两侧旋紧固定，或其他现有的常规方法。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其通过支撑杆的设置，可以将玻璃钢介质片与环形铁氧体磁芯悬空设置，便于通过尼龙扎带穿过玻璃钢介质片来绑紧固定。
具体的，所述同轴馈线输入端子电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体内。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
具体的，所述第一输出端子电连接所述第一绝缘导线的一端伸入到所述盒体内。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
具体的，所述第二输出端子电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体内。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
具体的，所述第三输出端子电连接所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体内。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
进一步的，所述盒体设置有固定安装部件，用于固定安装在天线支杆上。
基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，通过固定安装部件的设置，可以方便的将匹配器安装到天线上。
具体的，所述的同轴馈线输入端子为50Ω的同轴馈线输入端子，用于匹配200Ω的折合振子。
折合振子天线匹配器的规格通常具有50Ω同轴馈线输入端。以使50Ω的同轴电缆特性阻抗能与200Ω的折合振子的输入阻抗匹配。基于上述技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，可满足这样的常用规格的要求。
本发明还提供了一种折合振子天线，其具有天线基座、竖向设置在所述天线基座上的天线支杆、设置在所述天线支杆上的折合振子天线单元以及连接线缆，在所述天线支杆上固定安装有所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，所述同轴馈线输入端子的另一端还电连接所述连接线缆，所述第一输出端子的另一端还电连接折合振子天线的一个馈电接入端，所述第二输出端子的另一端还接地，所述第三输出端子的另一端还电连接折合振子天线的另一个馈电接入端。
具体的，所述盒体竖向的固定设置在所述天线支杆上。即所述第一输出端子、第二输出端子和第三输出端子位于上方，同轴馈线输入端子位于下方。
进一步的，所述盒体的底面设置有第一安装座，其具有半圆柱型的第一安装槽，所述第一安装座通过紧固件固定连接有第二安装座，及具有与所述第一安装槽对应的半圆柱型的第二安装槽，在所述第一安装槽和所述第二安装槽内压接固定所述的天线支杆。
本发明所提供的能承受高功率的VHF频段的折合振子天线匹配器工作在VHF波段，在匹配器的盒体安装玻璃钢材质的介质垫片，铁氧体磁芯用尼龙扎带固定在玻璃钢材质的介质垫片上。铁氧体磁芯上首先缠绕一层聚四氟乙烯薄膜带，然后绕金属导线作为匹配线缆。同轴馈线输入端通过盒体的开孔进入盒体内部，顶端剥去掉电缆塑胶护套，露出的电缆金属屏蔽层与铁氧体磁芯上输入端的一根金属导线焊接，同轴电缆的内芯与铁氧体磁芯上输入端的另一根金属导线焊接。铁氧体磁芯上的金属导线输出端终端接压线端子，与盒体上的输出端口用螺钉连接并涂密封胶。VHF频段的折合振子天线匹配器能够承受1000W的输入功率要求，插入损耗小于0.5dB。
这种VHF频段的折合振子天线匹配器结构设计紧凑简单，需用能承受大功率的同轴电缆和金属导线，插入损耗小，则产生的热耗小，所以承受功率容量高。外壳采用金属结构并有密封措施，可以直接用于室外环境，环境适应性好。
附图说明
图1是本发明所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器的主视图。
图2是本发明所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器的俯视图。
图3是本发明所提供的VHF频段的折合振子天线的主视图。
图4是本发明所提供的VHF频段的折合振子天线的局部放大图。
附图1、2、3、4中，各标号所代表的结构列表如下：
1、同轴馈线输入端子，2、环形铁氧体磁芯，3、匹配线缆，4、第一输出端子，5、盒体，6、玻璃钢介质片，7、尼龙扎带，8、第二输出端子，9、第三输出端子，10、内导体，11、外导体，21、折合振子天线单元，22、天线支杆，23、天线基座，24、连接线缆。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要说明的是，当一个零件或组件被认为是“连接”、“位于”、“装配”在另一个零件或组件上时，它可以是直接设置在另一个零件和组件上或者可能同时存在居中零件和组件。本文所使用的术语“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在一个具体实施方式中，如图1、2所示，VHF频段的折合振子天线的匹配器包括：玻璃钢介质片6、平放并固定在所述玻璃钢介质片6上的环形铁氧体磁芯2、其由第一绝缘导线和第二绝缘导线组成的缠绕所述环形铁氧体磁芯2设置的匹配线缆3、同轴馈线输入端子1、第一输出端子4、第二输出端子8、第三输出端子9以及盒体5。同轴馈线输入端子1具有同轴线缆，所述同轴线缆的内导体10电连接所述第一绝缘导线的中间部位，所述同轴线缆的外导体11电连接所述第二绝缘导线的中间部位。所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的同一端分别对应的电连接第一输出端子4和第二输出端子8，所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的相同的另一端分别对应的电连接第二输出端子8和第三输出端子9。盒体5用于分别安装所述同轴馈线输入端子1、所述玻璃钢介质片6、所述第一输出端子4、所述第二输出端子8和所述第三输出端子9。基于此技术方案所提供的能承受高功率的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其同轴馈线输入端子作为同轴电缆连接器件，将输入的微波信号传输到缠绕到铁氧体磁芯的匹配电缆上，经过匹配电缆后，微波信号分到两个输出端口上，这两路微波信号的幅度相等，相位相差180°。这个匹配器实现了由同轴馈线输入端子的不平衡微波信号到输出端口的平衡信号的转化，也实现了阻抗变换的功能，从而，使输入端电连接的同轴电缆特性阻抗能与输出端的折合振子的输入阻抗匹配，并且插入损耗小，输入信号有效地通过折合振子辐射到空中。以上匹配部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪、太阳辐射等环境影响。
在一个实施例中，如图1所示，在所述环形铁氧体磁芯2内侧和外侧分别对应的设置有若干对的线孔，各线孔均位于所述玻璃钢介质片6上，各对线孔穿过有一条尼龙扎带7，用于将所述环形铁氧体磁芯2绑紧在所述玻璃钢介质片6上。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其通过绝缘的尼龙扎带在不影响信号传输的情况下，可以方便的将环形铁氧体磁芯固定在玻璃钢介质片，从而确保了装置结构的稳定性及性能的稳定性。
在一个实施例中，如图1所示，在所述盒体5的一个底面上竖向固定有若干的支撑杆，各所述支撑杆的上端面设置有竖向的螺纹孔，各所述螺纹孔螺纹连接有一个螺钉，各所述螺钉贯穿所述的玻璃钢介质片6，并将其固定在对应的各所述支撑杆上。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其通过支撑杆的设置，可以将玻璃钢介质片与环形铁氧体磁芯悬空设置，便于通过尼龙扎带穿过玻璃钢介质片来绑紧固定。
在一个实施例中，如图1所示，所述同轴馈线输入端子1电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体5内。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
在一个实施例中，如图1所示，所述第一输出端子4电连接所述第一绝缘导线的一端伸入到所述盒体5内。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
在一个实施例中，如图1所示，所述第二输出端子8电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体5内。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
在一个实施例中，如图1所示，所述第三输出端子9电连接所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体5内。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，该设置方式将匹配部的电连接部分装在金属盒体中，可以防止雨、雪等。
在一个实施例中，如图1所示，所述盒体5设置有固定安装部件，用于固定安装在天线支杆22上。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，通过固定安装部件的设置，可以方便的将匹配器安装到天线上。
在一个实施例中，，所述的同轴馈线输入端子1为50Ω的同轴馈线输入端子1，用于匹配200Ω的折合振子。折合振子天线匹配器的规格通常具有50Ω同轴馈线输入端。以使50Ω的同轴电缆特性阻抗能与200Ω的折合振子的输入阻抗匹配。基于此技术方案所提供的VHF频段的折合振子天线的匹配器，可满足这样的常用规格的要求。
在一个具体的实施方式中，如图3、4所示，折合振子天线具有天线基座23、竖向设置在所述天线基座23上的天线支杆22、设置在所述天线支杆22上的折合振子天线单元21以及连接线缆24，在所述天线支杆22上固定安装有所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，所述同轴馈线输入端子1的另一端还电连接所述连接线缆24，所述第一输出端子4的另一端还电连接折合振子天线的一个馈电接入端，所述第二输出端子8的另一端还接地，所述第三输出端子9的另一端还电连接折合振子天线的另一个馈电接入端。所述盒体5的底面设置有第一安装座，其具有半圆柱型的第一安装槽，所述第一安装座通过紧固件固定连接有第二安装座，及具有与所述第一安装槽对应的半圆柱型的第二安装槽。所述盒体5通过第一安装槽与第二安装槽的匹配固定连接，竖向的固定设置在所述天线支杆22上。
本发明所提供的VHF频段的折合振子天线匹配器结构设计紧凑简单，需用能承受大功率的同轴电缆和金属导线，插入损耗小，则产生的热耗小，所以承受功率容量高。外壳采用金属结构并有密封措施，可以直接用于室外环境，环境适应性好。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书附图所示和以上而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，利用以上所揭示的技术内容而做出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于，包括：
玻璃钢介质片(6)；
固定在所述玻璃钢介质片(6)上的环形铁氧体磁芯(2)；
缠绕所述环形铁氧体磁芯(2)设置的匹配线缆(3)，其由第一绝缘导线和第二绝缘导线组成；
同轴馈线输入端子(1)，其具有同轴线缆，所述同轴线缆的内导体(10)电连接所述第一绝缘导线的中间部位，所述同轴线缆的外导体(11)电连接所述第二绝缘导线的中间部位；
第一输出端子(4)；
第二输出端子(8)；
第三输出端子(9)，所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的同一端分别对应的电连接第一输出端子(4)和第二输出端子(8)，所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的相同的另一端分别对应的电连接第二输出端子(8)和第三输出端子(9)；
以及盒体(5)，用于分别安装所述同轴馈线输入端子(1)、所述玻璃钢介质片(6)、所述第一输出端子(4)、所述第二输出端子(8)和所述第三输出端子(9)。
2.根据权利要求1所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于：在所述玻璃钢介质片(6)上对应所述环形铁氧体磁芯(2)内侧和外侧的位置分别设置有若干对的线孔，各对线孔穿过有一条尼龙扎带(7)，用于将所述环形铁氧体磁芯(2)绑紧在所述玻璃钢介质片(6)上。
3.根据权利要求1所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于：在所述盒体(5)内固定有若干的支撑杆，各所述支撑杆的上端面设置有竖向的螺纹孔，各所述螺纹孔螺纹连接有一个螺钉，各所述螺钉贯穿所述的玻璃钢介质片(6)，并将其固定在对应的各所述支撑杆上；在所述盒体(5)的侧壁上贯穿设置所述的同轴馈线输入端子(1)、所述第一输出端子(4)、第二输出端子(8)和第三输出端子(9)。
4.根据权利要求3 所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于：
所述同轴馈线输入端子(1)电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体(5)内；
所述第一输出端子(4)电连接所述第一绝缘导线的一端伸入到所述盒体(5)内；
所述第二输出端子(8)电连接所述第一绝缘导线和所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体(5)内；
所述第三输出端子(9)电连接所述第二绝缘导线的一端伸入到所述盒体(5)内；
在所述盒体(5)的一个底面上竖向固定设置各所述的支撑杆。
5.根据权利要求1所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于：所述盒体(5)设置有固定安装部件，用于将其固定安装。
6.根据权利要求1至5任一所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，其特征在于：所述的同轴馈线输入端子(1)为50Ω的同轴馈线输入端子(1)，用于匹配200Ω的折合振子。
7.一种折合振子天线，其具有天线基座(23)、竖向设置在所述天线基座(23)上的天线支杆(22)、设置在所述天线支杆(22)上的折合振子天线单元(21)以及连接线缆(24)，其特征在于：在所述天线支杆(22)还包括权利要求1至6任一所述的VHF频段的折合振子天线的匹配器，所述同轴馈线输入端子(1)的另一端还电连接所述连接线缆(24)，所述第一输出端子(4)的另一端还电连接折合振子天线的一个馈电接入端，所述第二输出端子(8)的另一端还接地，所述第三输出端子(9)的另一端还电连接折合振子天线的另一个馈电接入端。
8.根据权利要求7所述的折合振子天线，其特征在于：所述盒体(5)竖向的固定设置在所述天线支杆(22)上。
9.根据权利要求8所述的折合振子天线，其特征在于：所述盒体(5)的底面固定连接有第一安装座，其具有半圆柱型的第一安装槽，所述第一安装座通过紧固件固定连接有第二安装座，及具有与所述第一安装槽对应的半圆柱型的第二安装槽，在所述第一安装槽和所述第二安装槽内压接固定所述的天线支杆(22)。
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