CN115117643A - 一种组合天线 - Google Patents

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CN115117643A CN202211050683.2A CN202211050683A CN115117643A CN 115117643 A CN115117643 A CN 115117643A CN 202211050683 A CN202211050683 A CN 202211050683A CN 115117643 A CN115117643 A CN 115117643A
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Abstract

本申请涉及一种组合天线。包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。由于第二天线阵列共用上固定板作为天线面，同时上固定板还作为第一阵子的地板，上固定板的尺寸比传统的组合天线中下固定板的尺寸减少了至少四分之三，实现抗干扰天线的小型化。

Description

一种组合天线
技术领域
本申请涉及无线电通信领域和北斗导航抗干扰技术领域，特别是涉及一种组合天线。
背景技术
在无线电通信领域中，天线的抗干扰能力是衡量天线性能的关键指标。在多频抗干扰天线阵列上，例如北斗导航抗干扰系统上，经常需要多个频段的天线来进行抗干扰工作。
传统的多频段组合天线的尺寸大、重量重，严重制约了多频段抗干扰天线的小型化发展，因此，如何提供一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线成为本领域亟待解决的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线。
第一方面，本申请提供了一组合天线，所述组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列工作的频段不同；
所述第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为所述多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，所述多个第一阵子设置于所述上固定板之上，所述多个第一馈电结构设置于所述上固定板和所述下固定板之间，所述第一天线阵列的地板为所述上固定板；
所述第二天线阵列包括多个第二馈电结构，所述多个第二馈电结构设置于所述上固定板和所述下固定板之间，用于向所述上固定板馈电，所述第二天线阵列的地板为所述下固定板。
在其中一个实施例中，所述第一天线阵列还包括与所述多个第一阵子一一对应的多个电路板，各所述第一阵子设置于对应的电路板之上，且各所述电路板与所述上固定板之间设置有第一绝缘垫。
在其中一个实施例中，所述第一馈电结构包括第一馈电杆，所述第一馈电杆的一端与所述第一阵子连接，另一端与第一连接器连接，所述第一连接器用于与外部馈电电路连接，所述第一连接器设置于所述下固定板下方。
在其中一个实施例中，所述上固定板包括与所述多个第一馈电杆一一对应的多个通孔，所述第一馈电杆的一端穿过对应的所述通孔与所述第一阵子连接，其中，所述通孔的面积大于所述第一馈线杆的截面积。
在其中一个实施例中，所述第二馈电结构包括第二馈电杆以及馈电板，所述第二馈电杆的一端与所述馈电板连接，另一端与第二连接器连接，所述第二连接器用于与外部馈电电路连接，所述第二连接器设置于所述下固定板下方。
在其中一个实施例中，所述馈电板不位于所述第一阵子在所述上固定板下方的投影区域中。
在其中一个实施例中，所述馈电板与所述上固定板之间存在间隙。
在其中一个实施例中，所述组合天线还包括短路柱，所述短路柱的一端与上固定板的中心连接，另一端与所述下固定板的中心连接。
在其中一个实施例中，所述组合天线还包括支撑柱，用于支撑所述上固定板。
在其中一个实施例中，所述组合天线还包括天线罩，所述天线罩用于遮盖所述上固定板、所述下固定板、所述第一天线阵列和所述第二天线阵列。
上述的组合天线，该组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。由于第二天线阵列共用上固定板作为天线面，同时上固定板还作为第一阵子的地板，上固定板的尺寸比传统的组合天线中下固定板的尺寸减少了至少四分之三，即上固定板的尺寸只需要等于传统的下固定板的用于设置四个B3阵子的中心区域的尺寸即可。因此，本申请实施例能够提供一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线，实现多频段抗干扰天线的小型化，适用于便携设备上，例如适用于背负台。
附图说明
图1是本申请实施例提供的一种组合天线的结构示意图；
图2是本申请实施例提供的一种组合天线的俯视示意图；
图3是本申请实施例提供的另一种组合天线的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的一种组合天线的剖面图。
附图标记说明：
101-上固定板，102-下固定板，103-第一阵子，104-第一馈电结构，105-第二绝缘垫，106-电路板，107-第一绝缘垫，108-金属固定件，109-第一连接器，110-通孔，111-第二馈电杆，112-馈电板，113-第二连接器，114-短路柱，115-支撑柱，116-天线罩，117-密封圈。
具体实施方式
本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接（联接）。在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
参照图1，图1是本申请实施例提供的一种组合天线的结构示意图，该组合天线包括上固定板101、下固定板102、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；
第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；
第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。
其中，如图1和图2所示，上固定板101平行设置于下固定板102的上方。图2是本申请实施例提供的一种组合天线的俯视示意图。第一天线阵列例如包括四个第一阵子103以及与用于为四个第一阵子103馈电的四个第一馈电结构104，多个第一阵子103设置于上固定板101之上，多个第一馈电结构104设置于上固定板101和下固定板102之间，第一天线阵列的地板为上固定板101。第一天线阵列的频段例如为B3频段，B3频段:上行1710~1785MHz。第一阵子例如为B3阵子。
第二天线阵列例如包括四个第二馈电结构，四个第二馈电结构设置于上固定板101和下固定板102之间，用于向上固定板101馈电，第二天线阵列的地板为下固定板102。第二天线阵列的频段例如为甚高频（Very High Frequency，VHF）频段，VHF频段常用于无线电通信领域，VHF又称为米波频段，频带范围为30～100MHz。第二天线阵列包括的四个第二馈电结构共用一个天线面（上固定板101），四个第二馈电结构向上固定板101馈电，即上固定板101作为第二天线阵列的辐射体。
传统的组合天线中，VHF天线阵列中的每个VHF天线是独立的，每个VHF天线各自使用一个上固定板作为天线面，下固定板是VHF天线阵列的地板，同时在下固定板的中心区域设置有四个B3阵子，四个B3阵子围绕下固定板的中心等间隔设置在下固定板之上，下固定板作为B3阵子的地板，且四个B3阵子中相对的两个B3阵子之间的距离略小于B3频段对应的二分之一波长，其中，VHF天线阵列围绕设置于中心区域的四个B3阵子，这导致所需的下固定板的面积比较大，影响抗干扰的组合天线的小型化。其中，B3频段用于定位，VHF频段用于通信。
而本申请实施例提供的组合天线，该组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。由于第二天线阵列共用上固定板作为天线面，同时上固定板还作为第一阵子的地板，上固定板的尺寸比传统的组合天线中下固定板的尺寸减少了至少四分之三，即上固定板的尺寸只需要等于传统的下固定板的用于设置四个B3阵子的中心区域的尺寸即可。因此，本申请实施例能够提供一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线，实现多频段抗干扰天线的小型化，适用于便携设备上，例如适用于背负台。
需要说明的是，各第一阵子围绕上固定板101的中心等间隔固定在上固定板101之上。本实施例中的相对固定的两个第一阵子之间的距离与第一天线阵列工作的频段对应的波长的二分之一之间的差值小于等于预设差值。
由于天线阵列可以给阵中每个天线单元分配不同的幅度和相位，合成需要的辐射方向图。抗干扰阵列中每个天线单元对应一个射频通道，分别独立工作，将接收到的信号送入数字部分处理，如果在某个方向有压制式的干扰信号，则根据信号进入各单元的延时可以确定干扰信号的来向，从而依靠相应的算法在数字端赋予每个单元相应的幅度相位值，使得合成的等效方向图刚好在干扰信号来波方向形成一个零点，屏蔽干扰信号，达到正常接收有用信号的目的，这个过程就是所说的抗干扰。理论上，N个单元的抗干扰阵列有N-1个额外的自由度，最多形成N-1个零点，可以抗N-1个不同方向的干扰。因此，若第一天线阵列包括的四个第一阵子，则最多可以形成三个零点，从而可以在第一天线阵列工作的频段抵抗最多三个方向的干扰信号。若第二天线阵列包括四个第二馈电结构，则可以在第二天线阵列工作的频段抵抗最多三个方向的干扰信号。
在一些实施例中，参照图3和图4，图3是本申请实施例提供的另一种组合天线的结构示意图，图4是本申请实施例提供的一种组合天线的剖面图。第一天线阵列还包括与多个第一阵子103一一对应的多个电路板106，各第一阵子103设置于对应的电路板106之上，且各电路板106与上固定板101之间设置有第一绝缘垫107。电路板106例如包括低噪声放大器等器件。第一天线阵列和上固定板101通过非金属的第一绝缘垫107隔开，保证上固定板101和第一天线阵列不在上固定板101上的安装位置处发生短路。上固定板101为金属板。
如图4所示，组合天线还包括金属固定件108和第二绝缘垫105，第二绝缘垫105设置于电路板和金属固定件108之间，金属固定件108用于将电路板106和第一绝缘垫107固定于上固定板101之上，其中，金属固定件108例如为金属螺钉。
在一些实施例中，如图3所示，第一馈电结构104包括第一馈电杆，第一馈电杆的一端与第一阵子103连接，另一端与第一连接器109连接，第一连接器109用于与外部馈电电路连接，第一连接器109设置于下固定板102下方。其中，第一连接器109可以为连接器和线缆组合而成的连接器。
在一些实施例中，如图4所示，上固定板101包括与多个第一馈电杆一一对应的多个通孔110，第一馈电杆的一端穿过对应的通孔110与第一阵子103连接，其中，通孔110的面积大于第一馈电杆的截面积。
本实施例中，通过在上固定板101开设的通孔110以及结合上述实施例提供的第一绝缘垫107，将第一天线阵列和上固定板101组合在一起，是为了保证第一馈电杆不和上固定板101在第一馈电杆穿过上固定板101的位置处发生短路，若在此位置发生短路，会导致第二天线阵列无法正常使用。
本申请实施例提供的组合天线，该组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。并且，上固定板包括与多个第一馈电杆一一对应的多个通孔，第一馈电杆的一端穿过对应的通孔与第一阵子连接，其中，通孔的面积大于第一馈线杆的截面积。从而能够保证提供的一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线能够在多个频段正常使用。
在一些实施例中，参照图3，第二馈电结构包括第二馈电杆111以及馈电板112，第二馈电杆111的一端与馈电板112连接，另一端与第二连接器113连接，第二连接器113用于与外部馈电电路连接，第二连接器113设置于下固定板102下方。
在一些实施例中，馈电板112不位于第一阵子103在上固定板101下方的投影区域中。
本实施例中，由于将馈电板112设置的位置不位于第一阵子103在上固定板101下方的投影区域中，从而实现将第二天线阵列包括的第二馈电结果和第一阵子错开，从而避免第一阵子的出口线影响第二天线阵列，避免不同频段的天线阵列之间相互干扰，提高不同频段的天线阵列的天线的性能。
在一些实施例中，如图3所示，馈电板112与上固定板101之间存在间隙。
在一些实施例中，组合天线还包括短路柱114，短路柱114的一端与上固定板101的中心连接，另一端与下固定板102的中心连接。
通过短路柱114和下固定板102能够实现第一馈电杆和上固定板之间的导通。其中，短路柱为金属柱，下固定板为金属板。由于上固定板101作为第二天线阵列的辐射体，也需要参加辐射，所以通过短路柱114实现在中心短路，从而使微带天线中心电势为零，从而避免影响第二天线阵列的天线性能。
本申请实施例提供的组合天线，该组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。并且，组合天线还包括短路柱，短路柱的一端与上固定板的中心连接，另一端与下固定板的中心连接，其中，通孔的面积大于第一馈线杆的截面积。不但能够提供一种尺寸小、重量轻的组合抗干扰天线，而且能够保证第二天线阵列的天线性能。
在一些实施例中，组合天线还包括支撑柱115，用于支撑上固定板。支撑柱的个数可以为4个，例如在靠近第一阵元的位置附近分别设置一个支撑柱。
本实施例中，支撑柱115为为非金属板支撑柱。
在一些实施例中，组合天线还包括天线罩116，天线罩116用于遮盖上固定板101、下固定板102、第一天线阵列和第二天线阵列。
还可以在天线罩116和下固定板102的下表面上喷涂三防漆，从而可以使本实施例提供的组合天线可以应用于严苛复杂的使用环境，例如可以应用在海上救生。三防漆指的是防潮、防盐雾、防霉。
本申请实施例提供的组合天线，该组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，第一天线阵列和第二天线阵列工作的频段不同；第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，多个第一阵子设置于上固定板之上，多个第一馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，第一天线阵列的地板为上固定板；第二天线阵列包括多个第二馈电结构，多个第二馈电结构设置于上固定板和下固定板之间，用于向上固定板馈电，第二天线阵列的地板为下固定板。并且，组合天线还包括天线罩116，天线罩116用于遮盖上固定板、下固定板、第一天线阵列和第二天线阵列，从而保证组合天线可以应用于严苛复杂的使用环境。
在一些实施例中，组合天线还包括密封圈117，密封圈117环绕设置于下固定板102的侧壁，天线罩116通过密封圈117与下固定板102连接，从而使组合天线处于密闭空间，防止组合天线受到复杂环境的影响。
在一些实施例中，下固定板102和上固定板101为圆形结构，且下固定板102的直径大于上固定板101的直径。
本申请实施例中，由于因为将下方的下固定板102作为第二天线阵列的反射板，通过下固定板102的直径大于上固定板101的直径，从而能够提高第二天线阵列的天线增益。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种组合天线，其特征在于，所述组合天线包括上固定板、下固定板、第一天线阵列以及第二天线阵列，所述第一天线阵列和所述第二天线阵列工作的频段不同；
所述第一天线阵列包括多个第一阵子以及与用于为所述多个第一阵子馈电的多个第一馈电结构，所述多个第一阵子设置于所述上固定板之上，所述多个第一馈电结构设置于所述上固定板和所述下固定板之间，所述第一天线阵列的地板为所述上固定板；
所述第二天线阵列包括多个第二馈电结构，所述多个第二馈电结构设置于所述上固定板和所述下固定板之间，用于向所述上固定板馈电，所述第二天线阵列的地板为所述下固定板。
2.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第一天线阵列还包括与所述多个第一阵子一一对应的多个电路板，各所述第一阵子设置于对应的电路板之上，且各所述电路板与所述上固定板之间设置有第一绝缘垫。
3.根据权利要求2所述的组合天线，其特征在于，所述第一馈电结构包括第一馈电杆，所述第一馈电杆的一端与所述第一阵子连接，另一端与第一连接器连接，所述第一连接器用于与外部馈电电路连接，所述第一连接器设置于所述下固定板下方。
4.根据权利要求3所述的组合天线，其特征在于，所述上固定板包括与所述多个第一馈电杆一一对应的多个通孔，所述第一馈电杆的一端穿过对应的所述通孔与所述第一阵子连接，其中，所述通孔的面积大于所述第一馈线杆的截面积。
5.根据权利要求1所述的组合天线，其特征在于，所述第二馈电结构包括第二馈电杆以及馈电板，所述第二馈电杆的一端与所述馈电板连接，另一端与第二连接器连接，所述第二连接器用于与外部馈电电路连接，所述第二连接器设置于所述下固定板下方。
6.根据权利要求5所述的组合天线，其特征在于，所述馈电板不位于所述第一阵子在所述上固定板下方的投影区域中。
7.根据权利要求5所述的组合天线，其特征在于，所述馈电板与所述上固定板之间存在间隙。
8.根据权利要求1至7任一所述的组合天线，其特征在于，所述组合天线还包括短路柱，所述短路柱的一端与上固定板的中心连接，另一端与所述下固定板的中心连接。
9.根据权利要求1至7任一所述的组合天线，其特征在于，所述组合天线还包括支撑柱，用于支撑所述上固定板。
10.根据权利要求1至7任一所述的组合天线，其特征在于，所述组合天线还包括天线罩，所述天线罩用于遮盖所述上固定板、所述下固定板、所述第一天线阵列和所述第二天线阵列。
11.根据权利要求10所述的组合天线，其特征在于，所述组合天线还包括密封圈，所述密封圈环绕设置于所述下固定板的侧壁，所述天线罩通过所述密封圈与所述下固定板连接。
12.根据权利要求1至7任一所述的组合天线，其特征在于，所述下固定板和所述上固定板为圆形结构，且所述下固定板的直径大于所述上固定板的直径。
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