CN202797270U - S波段小型化全向宽带天线 - Google Patents

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董加伟
李永翔
章飚
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Abstract

本实用新型属于天线技术领域,具体涉及一种S波段小型化全向宽带天线。本实用新型包括辐射贴片、介质板、接地板和同轴电缆;辐射贴片、介质板和接地板自上而下依次排列,短路销钉自上而下贯穿辐射贴片、介质板和接地板;同轴电缆位于接地板下方,同轴电缆外皮与接地板相连接,同轴电缆内芯自下而上贯穿接地板、介质板,与辐射贴片相连接,形成馈电端口。本实用新型解决了现有技术中垂直极化全向天线难以兼顾小尺寸、宽带宽及低剖面设计要求的技术问题;取得了小型化、带宽宽、剖面低、质量轻的有益效果。

Description

S波段小型化全向宽带天线
技术领域
本实用新型属于天线技术领域,具体涉及一种S波段小型化全向宽带天线。
背景技术
在地面作战、反恐防暴或灾难救援行动中,小型化侦察数据链可以在保证自身安全的前提下,了解建筑物、地下室、洞穴等封闭室内的实情以及战场态势等侦察信息,为现代探测和侦察提供了非常有效的手段和方法。由于小型化侦察数据链尺寸小,便于单兵携带,简单、快速,价格低廉等优点,所以小型侦察数据链成为信息化弹药发展的重要方向之一,也成为现代探测和侦察的重要手段。
随着无线通信技术的发展,小型化、宽带、多功能天线的需求越来越迫切。在许多小型移动终端,由于尺寸限制非常严格,迫使有些天线不能使用。因此小型化天线,特别是具有垂直极化、全向辐射、宽带、低剖面特性的天线,需求更是强烈,这类天线的研究也成为天线领域一个热点。
目前应用的垂直极化全向天线,一类是采用偶极子、单极子或者刀形天线等,虽然这类天线结构简单、电气性能稳定,但是由于受到小型化无线终端尺寸和质量的限制,无法在其上应用;另一类是低剖面小型化面天线、圆片天线,虽然这类天线尺寸已经很小、剖面也很低,但是带宽很窄,一般只有百分之几,无法满足宽带通信系统需求。
实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题为:现有技术中的垂直极化全向天线难以兼顾小尺寸、宽带宽及低剖面的设计要求。
本实用新型的技术方案如下所述:
一种S波段小型化全向宽带天线,包括辐射贴片、介质板、接地板和同轴电缆,辐射贴片、介质板和接地板自上而下依次排列,同轴电缆安装于接地板下端;辐射贴片、介质板和接地板三者横截面为直径相同且同轴布置的圆形;两个中心对称分布的短路销钉自上而下贯穿辐射贴片、介质板和接地板;同轴电缆外皮(7)与接地板相连接,同轴电缆内芯自下而上贯穿接地板、介质板,与辐射贴片相连接,形成馈电端口。
作为优选方案:辐射贴片、介质板和接地板半径均为8.9mm;辐射贴片和接地板为铜皮,覆铜厚度为1oz/ft2;介质板厚度为120mil,相对介电常数为4.3;同轴电缆内芯和同轴电缆外皮组成的同轴电缆阻抗为50Ω。
作为进一步的优选方案,辐射贴片和接地板为镀金铜皮。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型的S波段小型化全向宽带天线兼顾了尺寸小、带宽宽及剖面低的设计要求:
(1)由于引入两个短路销钉,可以明显减小天线尺寸,在中心频率为3.6GHz时天线半径约为0.1个空气波长,满足小型化的要求;
(2)由于选择短路销钉之间的距离合适,短路销钉直径得当,使得天线能够实现较宽的频带范围,天线百分比带宽达19%;
(3)由于采用了厚度为3.05mm的介质板,实现了天线剖面低、质量轻的特点;
(4)由于天线结构类似于偶极子,使得天线在水平面360度范围内辐射场分布均匀;
(5)由于采用双面覆铜的介质板为基本结构的印制板天线,使得天线加工精度高,一致性好,易于批量生产加工;
(6)由于辐射贴片、介质板和地板大小相同,使得天线电磁缝隙可以接收或发射垂直极化电磁波。
附图说明
图1(a)为本实用新型的立体示意图;
图1(b)为图1(a)的AA’剖面图;
图2为本实用新型天线的S参数;
图3为本实用新型天线的电压驻波比;
图4为本实用新型天线的垂直面辐射方向图;
图5为本实用新型天线的水平面辐射方向图。
图中:1-辐射贴片,2-介质板,3-短路销钉,4-接地板,5-同轴电缆外皮,6-同轴电缆内芯。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的S波段小型化全向宽带天线进行详细说明。
如图1(a)、(b)所示,本实用新型的S波段小型化全向宽带天线包括辐射贴片1、介质板2、接地板4和同轴电缆。辐射贴片1、介质板2和接地板4自上而下依次排列,三者横截面为直径相同且同轴布置的圆形。两个中心对称分布的短路销钉3自上而下贯穿辐射贴片1、介质板2和接地板4。同轴电缆位于接地板4下方,同轴电缆外皮7与接地板4相连接,同轴电缆内芯6自下而上贯穿接地板4、介质板2,与辐射贴片1相连接,形成馈电端口。
本实施例中,辐射贴片1、介质板2和接地板4半径均为8.9mm,接近于0.1个空气波长;辐射贴片1和接地板4为铜皮,覆铜厚度为1oz/ft2;介质板2选用Taconic生产的TRF-43介质板,其厚度为120mil,即3.05mm,相对介电常数为4.3;同轴电缆内芯6和同轴电缆外皮5组成的同轴电缆阻抗为50Ω。
为防止铜在空气中发生氧化,作为优选实施方式,对辐射贴片1和接地板4进行镀金处理,不阻焊。
图2为本实用新型天线S参数:-10dB带宽为692MHz,实现百分比带宽为19%;图3为垂直面辐射方向图:分别在3.4GHz,3.6GHz和3.8GHz处,增益最高点接近3dB,而且最大值在方位面上;图4为水平面辐射方向图:分别在3.4GHz,3.6GHz和3.8GHz处,增益最低为2.2dBi,最大值为2.66dBi;图5为水平面辐射方向图:水平面辐射均匀分布,不圆度小于0.5dBi。

Claims (6)

1.一种S波段小型化全向宽带天线,包括辐射贴片(1)、介质板(2)、接地板(4)和同轴电缆,辐射贴片(1)、介质板(2)和接地板(4)自上而下依次排列,同轴电缆安装于接地板(4)下端,其特征在于:辐射贴片(1)、介质板(2)和接地板(4)三者横截面为直径相同且同轴布置的圆形;两个中心对称分布的短路销钉(3)自上而下贯穿辐射贴片(1)、介质板(2)和接地板(4);同轴电缆外皮(7)与接地板(4)相连接,同轴电缆内芯(6)自下而上贯穿接地板(4)、介质板(2),与辐射贴片(1)相连接,形成馈电端口。
2.根据权利要求1所述的S波段小型化全向宽带天线,其特征在于:辐射贴片(1)、介质板(2)和接地板(4)半径均为8.9mm。
3.根据权利要求1或2所述的S波段小型化全向宽带天线,其特征在于:辐射贴片(1)和接地板(4)为铜皮,覆铜厚度为1oz/ft2
4.根据权利要求1或2所述的S波段小型化全向宽带天线,其特征在于:介质板(2)厚度为120mil,相对介电常数为4.3。
5.根据权利要求1或2所述的S波段小型化全向宽带天线,其特征在于:同轴电缆内芯(6)和同轴电缆外皮(5)组成的同轴电缆阻抗为50Ω。
6.根据权利要求3所述的S波段小型化全向宽带天线,其特征在于:辐射贴片(1)和接地板(4)为镀金铜皮。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU177950U1 (ru) * 2017-07-11 2018-03-16 Вячеслав Петрович Климентьев Малогабаритная низкопрофильная укороченная антенна для беспилотных летательных аппаратов
CN109841951A (zh) * 2019-01-16 2019-06-04 北京科技大学 单馈电轴比带宽增强圆极化微带天线
CN109860994A (zh) * 2019-01-21 2019-06-07 中国人民解放军陆军工程大学 一种具有宽带端射圆极化特性的平面微带贴片天线

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