CN114883789A - 一种新型集成化双锥天线 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型集成化双锥天线，属于天线馈电和微波信号传输技术领域，该集成化双锥天线包括外导锥体结构、内导锥体结构和绝缘支撑体，外导锥体结构由下椎体和外导管组成，下椎体由外导管直接馈电，内导锥体结构由上锥体和内导杆组成，上锥体由内导杆直接馈电，内导杆同轴安装在下椎体和外导管的通孔内，绝缘支撑体套装在内导杆上，外导管和内导杆的末端采用标准型射频同轴连接器界面，下椎体和上锥体拼装后形成双锥天线。与现有技术相比，本发明基于连接器自身结构和双锥天线上、下锥体独立馈电且必须绝缘的特点，将连接器内、外导体分别与双锥天线的上、下锥一体化集成，显著提升了天线的结构强度，减少了失效风险点。
Description
技术领域
本发明属于天线馈电和微波信号传输技术领域，尤其涉及一种新型集成化双锥天线。
背景技术
有限长度双锥天线与偶极子天线原理类似，用直径渐变的导线替代电偶极子的辐射体形成双锥结构，可大幅扩展天线带宽。现有技术中，有限长度双锥天线绝大多数采用射频同轴电缆组件进行馈电和传输微波信号，结构体分为射频同轴电缆组件、天线下锥、天线上锥三部分，其中射频同轴连接器与射频同轴电缆的一端组成射频同轴电缆组件，另一端外屏蔽层与天线下锥锡焊，射频同轴电缆芯线与天线上锥相连。
在实际应用中，现有技术存在如下技术缺点：
1)使用方式单一：由于要保证天线电性能，射频同轴电缆组件通常只能选择半硬电缆，以维持隔离间隙。半硬电缆组件只能一次成型，无法多次改变形状，使用方式单一，不便于操作。
2)焊接位置容易失效：由于现有的双锥天线采用上、下锥分离的方式分别焊接在射频同轴电缆上，焊锡与锥体金属材料、电缆屏蔽层材料线性热膨胀系数有差异，在高、低温循环交变时出现焊接失效的概率较大。
3)回波损耗一致性差：双锥天线要求上、下锥体绝缘，上下锥体需要保持一个固定的隔离间隙以维持工作带宽内的回波损耗，现有结构采用射频电缆组件馈电，电缆屏蔽层无限位结构，焊接时难以保证隔离间隙，导致同批次、不同批次产品的回波损耗一致性差。
如何优化结构、解决上述缺点，成为该技术领域的技术难题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种新型集成化双锥天线，基于连接器自身结构和双锥天线上、下锥体独立馈电且必须绝缘的特点，将连接器内、外导体分别与双锥天线的上、下锥一体化集成，显著提升了天线的结构强度，减少了失效风险点。
本发明通过以下技术手段解决上述问题：
一种新型集成化双锥天线，其特征在于，包括外导锥体结构、内导锥体结构和绝缘支撑体，其中：所述外导锥体结构由下椎体和外导管组成，所述下椎体由外导管直接馈电；所述内导锥体结构由上锥体和内导杆组成，所述上锥体由内导杆直接馈电；所述内导杆同轴安装在下椎体和外导管的通孔内，所述绝缘支撑体套装在内导杆上、且布置在内导杆与外导管形成的环形空间内；所述外导管和内导杆的末端采用标准型射频同轴连接器界面；所述下椎体和上锥体拼装后形成双锥天线。
优选的，所述外导锥体结构的外导管处设置有定位外孔，所述绝缘支撑体对应定位外孔的位置设置有定位内孔。
优选的，所述外导管的末端设置有螺套，所述螺套内部形成连接腔。
优选的，所述外导锥体结构的外导管处还设置有安装盘，所述安装盘上对称设置有多个安装孔，安装盘的内侧设置有安装密封件用的密封环槽。
优选的，所述外导锥体结构采用黄铜材料一体加工而成。
优选的，所述内导锥体结构的内导杆末端设置有插头，所述插头上对称开设有劈槽，插头用于连接射频同轴电缆。
优选的，所述内导杆靠近插头的位置设置有环槽。
优选的，所述内导锥体结构采用铍青铜材料一体加工而成。
优选的，所述绝缘支撑体开设有中心通孔，中心通孔套装在内导杆上。
优选的，所述绝缘支撑体采用聚四氟乙烯材料一体加工而成。
本发明的一种新型集成化双锥天线具有以下有益效果：
1)该集成化双锥天线采用连接器结构代替电缆组件为天线馈电，天线部分上、下锥通过一体化连接器内、外导体直接馈电，降低操作难度，增加实用性，其外导体和内导体均为标准SMA型射频同轴连接器界面。
2)该集成化双锥天线利用连接器自身结构特点，结合双锥天线上、下锥独立馈电且必须绝缘的特点，将连接器内、外导体分别与双锥天线的上、下锥一体化集成，显著提升了天线的结构强度，减少了失效风险点，优化了天线结构，减小空间，降低成本，采用一体化设计的方式去除锡焊引入的风险点。
3)该集成化双锥天线采用装配限位的方式解决隔离间隙一致性，上锥体与下锥体的间的隔离间隙通过连接器界面尺寸保证，公差范围小于0.1mm，大大提升了双锥天线的一致性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的外导锥体结构外部示意图；
图3是本发明的外导锥体结构内部示意图；
图4是本发明的内导锥体结构示意图；
图5是本发明的绝缘支撑体结构示意图。
其中，1-外导锥体结构、101-下椎体、102-外导管、103-定位外孔、104-螺套、105-连接腔、106-安装盘、107-安装孔、108-密封环槽、2-内导锥体结构、201-上锥体、202-内导杆、203-插头、204-劈槽、205-环槽、3-绝缘支撑体、301-定位内孔、302-中心通孔。
具体实施方式
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
以下将结合附图对本发明进行详细说明。
如图1至图5所示，该集成化双锥天线包括外导锥体结构1、内导锥体结构2和绝缘支撑体3，其中：外导锥体结构1由下椎体101和外导管102组成，下椎体101由外导管102直接馈电；内导锥体结构2由上锥体201和内导杆202组成，上锥体201由内导杆202直接馈电，上锥体201为均匀薄壁结构；内导杆202同轴安装在下椎体101和外导管102的通孔内，绝缘支撑体3套装在内导杆202上、且布置在内导杆202与外导管102形成的环形空间内；外导管102和内导杆202的末端采用标准型射频同轴连接器界面，外导管102作为外导体，内导杆202作为内导体，其末端均为标准SMA型射频同轴连接器界面，符合GJB5246的要求；下椎体101和上锥体201拼装后形成双锥天线。
图中，外导锥体结构1的外导管102处设置有定位外孔103，绝缘支撑体3对应定位外孔103的位置设置有定位内孔301，定位外孔103和定位内孔301利用灌封或螺钉实现对齐和定位。此外，外导管102的末端设置有螺套104，螺套104内部形成连接腔105。
图中，外导锥体结构1的外导管102处还设置有安装盘106，安装盘106上对称设置有多个安装孔107，安装盘106的内侧设置有安装密封件用的密封环槽108，密封件可以为密封圈。
本实施例中，外导锥体结构1采用黄铜材料一体加工而成。
图中，内导锥体结构2的内导杆202末端设置有插头203，插头203上对称开设有劈槽204，插头203用于连接射频同轴电缆。此外，内导杆202靠近插头203的位置设置有环槽205。
本实施例中，内导锥体结构2采用铍青铜材料一体加工而成。
图中，绝缘支撑体3开设有中心通孔302，中心通孔302套装在内导杆202上，具体的，绝缘支撑体3采用聚四氟乙烯材料一体加工而成。
需要说明的是，本发明将连接器的外导体与双锥天线下锥体一体化设计，保证了下锥体连续馈电；将连接器的内导体与双锥天线的上锥体一体化设计，保证了上锥体通过连接器内导体连续馈电的同时，还保持了双锥天线上锥体的均匀薄壁结构，通过减少上锥体质量的方式来降低其惯性，增强了可靠性。连接器部分采用50Ω传输线对双锥天线进行馈电，上锥体与下锥体的间的隔离间隙通过连接器界面尺寸保证，公差范围小于0.1mm，大大提升了双锥天线的一致性。
需要进一步说明的是，本发明提出的连接器与双锥天线的一体化设计方案可应用于其它同类连接器与偶极子天线的集成化设计。保持连接器传输阻抗50Ω的前提下，可通过更换连接器接口尺寸、内导体尺寸，借助本发明的传输段结构，设计新的双锥天线或同类偶极子天线。该天线不仅可应用于机载装备，同时可为车载装备、地面固定装备提供模块化、轻量化支持。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种新型集成化双锥天线，其特征在于，包括外导锥体结构(1)、内导锥体结构(2)和绝缘支撑体(3)，其中：
所述外导锥体结构(1)由下椎体(101)和外导管(102)组成，所述下椎体(101)由外导管(102)直接馈电；
所述内导锥体结构(2)由上锥体(201)和内导杆(202)组成，所述上锥体(201)由内导杆(202)直接馈电；
所述内导杆(202)同轴安装在下椎体(101)和外导管(102)的通孔内，所述绝缘支撑体(3)套装在内导杆(202)上、且布置在内导杆(202)与外导管(102)形成的环形空间内；
所述外导管(102)和内导杆(202)的末端采用标准型射频同轴连接器界面；
所述下椎体(101)和上锥体(201)拼装后形成双锥天线。
2.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述外导锥体结构(1)的外导管(102)处设置有定位外孔(103)，所述绝缘支撑体(3)对应定位外孔(103)的位置设置有定位内孔(301)。
3.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述外导管(102)的末端设置有螺套(104)，所述螺套(104)内部形成连接腔(105)。
4.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述外导锥体结构(1)的外导管(102)处还设置有安装盘(106)，所述安装盘(106)上对称设置有多个安装孔(107)，安装盘(106)的内侧设置有安装密封件用的密封环槽(108)。
5.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述外导锥体结构(1)采用黄铜材料一体加工而成。
6.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述内导锥体结构(2)的内导杆(202)末端设置有插头(203)，所述插头(203)上对称开设有劈槽(204)，插头(203)用于连接射频同轴电缆。
7.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述内导杆(202)靠近插头(203)的位置设置有环槽(205)。
8.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述内导锥体结构(2)采用铍青铜材料一体加工而成。
9.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述绝缘支撑体(3)开设有中心通孔(302)，中心通孔(302)套装在内导杆(202)上。
10.根据权利要求1所述的新型集成化双锥天线，其特征在于，所述绝缘支撑体(3)采用聚四氟乙烯材料一体加工而成。
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Country or region after: China Address after: 710119 No. 5 Puxin Second Road, High tech Zone, Xi'an City, Shaanxi Province Applicant after: SHAANXI HUADA SCIENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Applicant after: Beijing Electromechanical Engineering Research Institute Address before: 710065 electronic West Street, electronic industrial park, hi tech Zone, Shaanxi, Xi'an, 3 Applicant before: SHAANXI HUADA SCIENCE TECHNOLOGY Co.,Ltd. Country or region before: China Applicant before: Beijing Electromechanical Engineering Research Institute |
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| GR01 | Patent grant |