CN202363574U - 一种超高频宽带天线 - Google Patents
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Abstract
一种超高频宽带天线，包括辐射体，所述辐射体设置于安装固定盒上，所述的辐射体采用对称振子作为辐射体，包括辐射体芯，所述的辐射体芯包括上节辐射体、阻抗匹配部分、下节辐射体，所述阻抗匹配部分设置于上节辐射体和下节辐射体之间，在电台和天线馈电点之间插入一个无源器件，这样不仅可以实现阻抗匹配，还在一定程度上可以减少噪声干扰、提高功率容量、提高频率响应的线性度，从而保证良好的通信效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及天线技术领域，具体来说是一种超高频宽带天线，适合用于无人机载超高频跳频电台。
背景技术
目前，我国无人机通信系统中超高频(UHF)频段使用的天线大部分是刀形天线，由于其物理尺寸受限，天线增益较低，所以在无人机作为中继通信使用时，很难满足使用要求，同时无人机的使用场合日益广泛，作战效能逐渐明显和突出，所以现迫切需要研制新型天线以改善战术通信效果。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的是提供一种超高频宽带天线，在以无人机作为中继通信系统使用时，提高超高频(UHF)频段的使用效能。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种超高频宽带天线，包括辐射体1，所述辐射体1设置于安装固定盒2上；
所述的辐射体1采用对称振子作为辐射体，包括辐射体芯7、射频电缆组件9、扼流匹配部分6、玻璃钢管24、固定套5和天线帽3；扼流匹配部分6的一端连接射频电缆组件9的一端，扼流匹配部分6的另一端连接辐射体芯7，射频电缆组件9的另一端连接电台，玻璃钢管24的一端均匀涂覆环氧树脂后，套装固定套5，在辐射体芯7、扼流匹配部分6的表面均匀涂覆环氧树脂后装入玻璃钢管24，将装好固定套5的一端装入安装固定盒2粘接，所述辐射体芯7还连接有天线帽3。
所述的辐射体芯7包括上节辐射体8、阻抗匹配部分4、下节辐射体10，所述阻抗匹配部分4设置于上节辐射体8和下节辐射体10之间。
所述的阻抗匹配部分4包括电感22、电容23和印制板13，电感23的一端为阻抗匹配部分4的输入端，电感23的另一端与电容22的一端连接，电容22的另一端为阻抗匹配部分4的输出端，所述阻抗匹配部分4的输入端连接射频电缆组件9的一端，阻抗匹配部分4的输出端与上节辐射体8连接。
所述电容22容值为1p，电感23电感值为0.33uH。
所述扼流匹配部分6包括第一磁环25、第二磁环26和第三磁环27；第一磁环25、第二磁环26和第三磁环27依次套装在射频电缆组件9上，第一磁环25紧靠连接器16，和第二磁环26相距70mm，第二磁环26和第三磁环27紧靠在一起，分别用热熔胶固定。
所述的射频电缆组件9包括射频电缆21、连接器16、绝缘衬套18、密封圈19、锁紧外套17和锁紧螺母20，射频电缆21与连接器16装配，射频电缆21上顺次套装锁紧外套17、绝缘衬套18、密封圈19和锁紧螺母20，连接器16一端使用锁紧螺母20固定锁紧外套17。
所述射频电缆21长500mm。
所述天线的工作频率为225MHz～512MHz。
本实用新型运用原理：
平衡--不平衡变换原理
天线理论指出，对称振子天线是平衡馈电的，有两个馈电点，两个馈电点的信号电压(或电流)的相位是互为反相，而主馈电缆用同轴电缆，同轴电缆属于不平衡(不对称)馈线，其内导体是馈电点，而外导体是地线点，不参与馈电。所以就算天线的特性阻抗与同轴电缆相同也不能直接连接，否则，会破坏天线的对称性，使天线两臂上的电流大小不等，这种不平衡性会改变天线的方向图，使之成为不对称的方向图，从而使馈线可能接收到各种干扰波和使馈线与天线失配，因此，在天线与同轴线连接时，要进行平衡--不平衡变换。
宽频带阻抗匹配原理
天线的输入阻抗与电台的输出阻抗不匹配时，也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时，天线就不能全部将馈线上传输的高频能量吸收，而只能吸收部分能量，入射波的一部分能量反射回来形成反射波，其结果是降低了发射机的有效功率，影响通信效果。
在该天线中就需要保证天线的输入阻抗与电台的输出阻抗良好匹配。本实用新型是在电台和天线馈电点之间再插入一个无源器件，这样不仅可以实现阻抗匹配，还在一定程度上可以减少噪声干扰、提高功率容量、提高频率响应的线性度，从而保证良好的通信效果。
本实用新型由于采用了对称振子形式的辐射体，同时采用了平衡转换原理和阻抗匹配原理及Ansoft HFSS仿真优化技术，很好地解决了天线增益问题，实现了良好的宽频带阻抗匹配，从而有效提高了天线辐射效率，提高了天线增益，具有拆装方便、抗毁和“三防”性能良好的优点，天线满足国防使用要求。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图2是本实用新型的天线辐射体1的结构图。
图3是本实用新型的扼流匹配部分6的结构图。
图4是本实用新型的辐射体芯7的结构图。
图5是本实用新型的阻抗匹配部分4的结构图。
图6是本实用新型的阻抗匹配部分4的电路原理图。
图7是本实用新型的安装固定盒2的结构图。
图8是本实用新型的下节辐射体10的结构图。
图9是本实用新型的射频电缆组件9的结构图。
具体实施方式
下面对本实用新型的结构原理，工作原理作进一步说明。
参照图1，本实用新型天线包括辐射体1和安装固定盒2，辐射体1与安装固定盒2之间用环氧树脂粘接，安装固定盒2与机体之间采用螺栓固定。
参照图2，本实用新型的辐射体1采用了对称振子形式，应用了平衡--不平衡变换原理和阻抗匹配原理，辐射体1由辐射体芯7、扼流匹配部分6、玻璃钢管24、固定套5、天线帽3和射频电缆组件9组成，扼流匹配部分6的一端连接射频电缆组件9的一端，扼流匹配部分6的另一端连接辐射体芯7，射频电缆组件9的另一端连接电台，玻璃钢管24的一端均匀涂覆环氧树脂后，套装固定套5，在辐射体芯7、扼流匹配部分6的表面均匀涂覆环氧树脂后装入玻璃钢管24，将装好固定套5的一端装入安装固定盒2粘接，所述辐射体芯7还连接有天线帽3。
参照图3，本实用新型的扼流匹配部分6包括第一磁环25、第二磁环26和第三磁环27；第一磁环25、第二磁环26和第三磁环27依次套装在射频电缆组件9上，第一磁环25紧靠连接器16，和第二磁环26相距70mm，第二磁环26和第三磁环27紧靠在一起，分别用热熔胶固定。
参照图4，本实用新型的辐射体芯7由上节辐射体8、阻抗匹配部分4和下节辐射体10组成，所述阻抗匹配部分4设置于上节辐射体8和下节辐射体10之间。
在装配完成扼流匹配部分6的射频电缆组件9上裹覆泡沫纸，并用纸胶带固定，将下节辐射体10套在裹覆好泡沫纸的射频电缆组件9上，将射频电缆组件9的外皮焊接在下节辐射体10的固定板14上，将射频电缆组件9的芯焊接在阻抗匹配部分4的输入端，将阻抗匹配部分4的输出端与上节辐射体8用镀银线焊接。
参照图5、图6，本实用新型的阻抗匹配部分4主要由电容(C1)22、电感(L1)23、印制板13组成，电感(L1)23的一端为阻抗匹配部分4的输入端，电感(L1)23的另一端与电容(C1)22的一端连接，电容(C1)22的另一端为阻抗匹配部分4的输出端；所述电容(C1)22容值为1p，电感(L1)23电感值为0.33uH。
该阻抗匹配部分4有效解决了天线的宽频带阻抗匹配问题，所选用的器件均具有良好线性特性和较高的功率容量；
参照图7，本实用新型的安装固定盒2由盒体11、盖板12组成。
参照图8，本实用新型的下节辐射体10由铜管15和固定板14组成，固定板14焊接在铜管15的一端。
参照图9，本实用新型的射频电缆组件9由连接器16、锁紧外套17、绝缘衬套18、密封圈19和锁紧螺母20、射频电缆21组成；首先将500mm长的SFF-50-3的射频电缆21与连接器16装配，之后依次在射频电缆21上套装锁紧外套17、绝缘衬套18、密封圈19和锁紧螺母20，并在距离连接器16 100mm的位置使用锁紧螺母20固定锁紧外套17。
本实用新型的天线经过实测，在225～512MHz范围内，天线电压驻波比小于2.5，增益大于-1dB，符合军用天线的指标要求。
Claims (9)
1.一种超高频宽带天线，其特征在于，包括辐射体(1)，所述辐射体(1)设置于安装固定盒(2)上。
2.根据权利要求1所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述的辐射体(1)采用对称振子作为辐射体，包括辐射体芯(7)、射频电缆组件(9)、扼流匹配部分(6)、玻璃钢管(24)、固定套(5)和天线帽(3)；扼流匹配部分(6)的一端连接射频电缆组件(9)的一端，扼流匹配部分(6)的另一端连接辐射体芯(7)，射频电缆组件(9)的另一端连接电台，玻璃钢管(24)的一端均匀涂覆环氧树脂后，套装固定套(5)，在辐射体芯(7)、扼流匹配部分(6)的表面均匀涂覆环氧树脂后装入玻璃钢管(24)，将装好固定套(5)的一端装入安装固定盒(2)粘接，所述辐射体芯(7)还连接有天线帽(3)。
3.根据权利要求2所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述的辐射体芯(7)包括上节辐射体(8)、阻抗匹配部分(4)和下节辐射体(10)，所述阻抗匹配部分(4)设置于上节辐射体(8)和下节辐射体(10)之间。
4.根据权利要求3所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述的阻抗匹配部分(4)包括电感(22)、电容(23)和印制板(13)，电感(23)的一端为阻抗匹配部分(4)的输入端，电感(23)的另一端与电容(22)的一端连接，电容(22)的另一端为阻抗匹配部分(4)的输出端，所述阻抗匹配部分(4)的输入端连接射频电缆组件(9)的一端，阻抗匹配部分(4)的输出端与上节辐射体(8)连接。
5.根据权利要求4所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述电容(22)容值为1p，电感(23)电感值为0.33uH。
6.根据权利要求2所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述扼流匹配部分(6)包括第一磁环(25)、第二磁环(26)和第三磁环(27)；第一磁环(25)、第二磁环(26)和第三磁环(27)依次套装在射频电缆组件(9)上，第一磁环(25)紧靠连接器(16)，和第二磁环(26)相距70mm，第二磁环(26)和第三磁环(27)紧靠在一起，分别用热熔胶固定。
7.根据权利要求2所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述的射频电缆组件(9)包括射频电缆(21)、连接器(16)、绝缘衬套(18)、密封圈(19)、锁紧外套(17)和锁紧螺母(20)，射频电缆(21)与连接器(16)装配，射频电缆(21)上顺次套装锁紧外套(17)、绝缘衬套(18)、密封圈(19)和锁紧螺母(20)，连接器(16)一端使用锁紧螺母(20)固定锁紧外套(17)。
8.根据权利要求7所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述射频电缆(21)长500mm。
9.根据权利要求1或2所述的一种超高频宽带天线，其特征在于，所述天线的工作频率为225MHz～512MHz。
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