CN207743377U - 一种双频段线极化全向天线 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及通信技术领域，针对现有技术中存在较小的尺寸下难以实现双频段、全向辐射问题，提供一种双频段线极化全向天线。本实用新型包括安装底板、与安装底板形成封闭结构的天线罩、位于所述封闭结构内低频段天线辐射体、位于所述封闭结构内高频段八木天线以及位于所述封闭结构内馈电的馈电网络；所述低频段天线辐射体、高频段八木天线与馈电网络位于不同印制板；两个高频段八木天线背靠低频段天线辐射体，采用相反辐射方向放置；所述两个高频段八木天线都是定向天线；低频段天线辐射体是全向天线；两个高频段八木天线同时馈电形成了一个相对于低频段天线辐射体的高频段全向天线。

Description

一种双频段线极化全向天线

技术领域

本实用新型涉及一种通信技术领域，特别是一种双频段线极化全向天线。

背景技术

随着飞机、高速列车、导弹等速度的提升，天线作为通信必备的载体外露设备，其要求也相应提升，小型化与高性能成为了主流趋势。较小的天线尺寸可以有效减少风阻；但随着通信技术的发展，对现代天线提出的一个重要需求是多功能性，于是对双频天线的要求越来越高，天线作为一种电磁波的产生和辐射装置，其性能又很大程度上受金属辐射体外形、尺寸的制约，要在较小的尺寸下实现双频段、全向辐射成为了较大的难题。为满足当前平台下的天线要求，现有的设计方式为尽可能的减小外露天线尺寸，同时实现双频段水平全向辐射。

如业内人士所知，现有的载体外露双频段全向通信天线一般为线极化方式，要保证天线的性能要求，采用竖排列列两个频段全向天线的方式，天线尺寸(主要是高度方面的尺寸)将达到至少(λ₁₁+λ₁₂)/4(λ₁₁与λ₁₂分别对应表示两个频段全向天线波长)。若天线工作频段在L波段，那么天线高度将不低于2*75mm，这对于载体的高速飞行或运行将非常不利。辐射体如果横向排列则需要天线间距较远否则会互相遮挡影响天线性能，这与天线一体化设计相冲突。为满足载体的高速飞行或运行的安全性和高效性，这种载体外露天线将采用小型化设计，如果将两频段天线横向排列，天线之间会产生互相遮挡影响方向图导致天线性能较差，比如：不圆度差。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对现有技术中存在在较小的尺寸下难以实现双频段、全向辐射问题，提供一种双频段线极化全向天线。

本实用新型采用的技术方案是这样的：

一种双频段线极化全向天线包括：安装底板、与安装底板形成封闭结构的天线罩、位于所述封闭结构内低频段天线辐射体、位于所述封闭结构内两个采用八木天线结构的高频段八木天线以及位于所述封闭结构内通过馈电网络输出端为所述低频段天线辐射体、所述高频段八木天线的高频天线段辐射体耦合馈电的馈电网络；所述低频段天线辐射体、高频段八木天线与馈电网络位于不同印制板；两个高频段八木天线背靠低频段天线辐射体，采用相反辐射方向放置；所述两个高频段八木天线都是定向天线；低频段天线辐射体是全向天线；两个高频段八木天线同时馈电形成了一个相对于低频段天线辐射体的高频段全向天线；所述射频插座通过射频插座内芯与馈电网络输入端连接。有益效果：通过低频段天线辐射体型的全向天线与两个高频段八木天线形成的全向天线，使得双频段线极化天线在所有频段都能工作；同时因为两个全向天线是横向排列再安装底板上，故双频段线极化全向天线高度不高；进而双频段线极化全向天线再较小的尺寸下实现双频段、全向辐射问题。

进一步的，所述高频段八木天线包括高频段天线辐射体、反射器以及引向器；高频段天线辐射体与低频段天线辐射体之间设置反射器，远离低频天线辐射体的高频段天线辐射体一边设置引向器；高频天线辐射体、反射器、引向器的相对距离介于1/8到1/4波长。有益效果。采用该结构的高频段八木天线，使得两个高频段八木天线能形成全向辐射。

进一步的，所述双频段线极化全向天线高度为λ₁/4；其中λ₁＝c/f；f为低频段天线辐射体工作频率，λ₁为低频段天线辐射体工作波长。限定了本极化天线的总体高度。

进一步的，所述引向器、反相器与安装底板一体化铸造，低频段天线辐射体、高频端天线辐射体设置再同一印制板上，馈电网络设置再另一印制板上。该结构加工较为简单，但效果好。

进一步的，所述低频段天线辐射体、高频段八木天线位于第一印制板；馈电网络位于第二印制板；第一印制板与第二印制板相对位置关系至少有两种：1)：第一印制板垂直与安装底板、第二印制板平行贴于安装底板上；2)第一印制板与第二印制板同时垂直安装底板，且第一印制板放置再第二印制板上，通过第二印制板接地。采用多种安装方式，均能得极化全向天线尺寸较小。

进一步的，所述辐射体、引向器、反射器以及安装底板的表面均采用导电性好且易于焊接的镀涂处理。有益效果：保证天线加工制作时各部分的电连接，

进一步的，所述射频插座封闭空间之外的安装底板上。射频插座通过螺钉固定在安装底板上。

进一步的，所述天线罩内空腔部分采用发泡材料填充。

进一步的，所述高频天线辐射体、引向器、发射器采用直立、倾斜或扭曲变形方式，形成高频段八木天线；低频辐射体采用直立、倾斜或扭曲变形方式，形成低频全向天线。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

针对现有的载体高速飞行或运行的特点，本发明所提出的技术方案将有效缩小全向线极化天线在小尺寸与全向性能方面的矛盾与冲突，方案中的天线高度将降低为现有线极化双频全向天线的一半，对八木天线结构中高频天线辐射体、引向器、反射器之间的相对距离进行调节，从而使安装在载体上的双频段极化全向天线最大增益不低于-1dB，不圆度≤3dB。

通过两个八木结构的高频天线辐射体形成一个全向天线与低频天线辐射体形成极化全向天线；该极化全向天线工作频率并不局限于某一频段，而是在任何频段都可以工作。

本发明双频段线极化全向天线高度只有λ₁/4，却能实现双频段水平全向辐射。

附图说明

图1是双频段线极化全向天线原理图。

图中标记：

1-低频天线辐射体1 2-反射器

3-高频段天线辐射体2、3 4-引向器

5-引向器 6-天线辐射体的馈电

7-安装底板。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

1、本发明工作过程：

两个高频段八木天线形成高频段全向天线，其中高频段八木天线是指高频段天线辐射体、反相器以及引向器组合；

该高频段八木天线形成的全向天线与低频段天线辐射体形成的全向天线形成双频段线极化全向天线。其中高频段八木天线的高频天线辐射体与低频天线辐射体是相对概念即高频天线辐射体的工作频率比低频天线辐射体工作频率高；低频段天线辐射体工作频率比高频段天线辐射体工作频率低。

2、本发明结构包括：

安装底板、与安装底板形成封闭结构的天线罩、位于所述封闭结构内低频段天线辐射体、位于所述封闭结构内两个采用八木天线结构的高频段八木天线以及位于所述封闭结构内为所述低、高频天线段辐射体耦合馈电的馈电网络(馈电网络通过馈电网络输出端进行馈电)；

其中，所述低频段天线辐射体、高频段八木天线与馈电网络位于不同印制板；两个高频段八木天线背靠低频段天线辐射体，采用相反辐射方向放置；所述两个高频段八木天线都是定向天线；低频段天线辐射体是全向天线；两个高频段八木天线同时馈电形成了一个相对于低频段天线辐射体的高频段全向天线。

其中，高频段八木天线包括高频段天线辐射体、反射器以及引向器；高频段天线辐射体与低频段天线辐射体之间设置反相器，远离低频天线辐射体的高频段天线辐射体一边设置引向器。

例如：当双频段线极化全向天线安装在载体上时，低频天线辐射体、两个高频天线辐射体均采用单极子，或者低频天线辐射体采用套筒天线或盘锥天线，两个高频天线辐射体采用印刷单极子；当双频段线极化全向天线不安装载体上时，低频天线辐射体与两个高频天线辐射体均采用偶极子天线。

更具体的，天线为两块介质板组成的印刷电路，馈电网络6采用微带网络给两个频段天线辐射体(高频段天线辐射体以及低频段天线辐射体)馈电，分别在两个面上，中间共地，图1中未明确绘制；印制板去底座间利用螺钉进行固定。

更具体的，引向器、反相器与安装底板采用金属柱等易于与安装底板一体化铸造的形式，低频段天线辐射体、高频端天线辐射体设置再同一印制板上，馈电网络设置再另一印制板上。

更具体的，所述射频插座位于所述射频插座通过射频插座内芯与馈电网络输入位置相接触，接触位置通过锡焊焊接密封；射频插座封闭空间之外的安装底板上。

更具体的，所述馈电网络采用微带网络分别给所述低频段天线辐射体、高频段八木天线馈电。

更具体的，所述低频段天线辐射体、高频段天线辐射体、引向器、反射器以及馈电网络采用印刷微带电路。

更具体的，馈电网络的电路印制板与安装底板之间采用螺钉固定连接。

更具体的，天线罩通过铆钉铆接或者其他方式固定于安装底板。

更具体的，安装底板采用铝材铣切加工、或采用不锈钢铣切加工；天线罩替换为普通塑料材质。

更具体的，所述八木天线结构中的高频天线辐射体、反射器、引向器的相对距离介于1/8到1/4波长。

更具体的，辐射体、引向器、反射器以及安装底板的表面均采用导电性好且易于焊接的镀涂处理。例如：镀涂处理为导电氧化、镀金、镀银、镀锡等。

实施例一：双频段线极化全向天线一种结构形式为：采用一个单极子天线(全向天线)做低频段天线辐射体和两个高频段八木天线(包括高频段天线辐射体、反射器和引向器，形成八木结构的全向天线)；其中单极子天线置于中间，单极子天线的有效辐射高度约为λ₁/4；两个相反辐射方向的高频段天线辐射体背靠中间单极子天线放置；两个高频段天线采用功分网络同时馈电形成全向辐射，该频段辐射体高度约为λ₂/4。整体天线高度将由低频段天线辐射体决定，该天线最终高度约等于λ₁/4。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双频段线极化全向天线，其特征在于包括：安装底板、与安装底板形成封闭结构的天线罩、位于所述封闭结构内低频段天线辐射体、位于所述封闭结构内两个采用八木天线结构的高频段八木天线以及位于所述封闭结构内通过馈电网络输出端为所述低频段天线辐射体、所述高频段八木天线馈电的馈电网络；

所述低频段天线辐射体、高频段八木天线与馈电网络位于不同印制板；

两个高频段八木天线背靠低频段天线辐射体，采用相反辐射方向放置；所述两个高频段八木天线都是定向天线；低频段天线辐射体是全向天线；两个高频段八木天线同时馈电形成了一个相对于低频段天线辐射体的高频段全向天线；

射频插座通过射频插座内芯与馈电网络输入端连接。

2.根据权利要求1所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述高频段八木天线包括高频段天线辐射体、反射器以及引向器；高频段天线辐射体与低频段天线辐射体之间设置反射器，远离低频天线辐射体的高频段天线辐射体一边设置引向器；高频天线辐射体、反射器、引向器的相对距离介于1/8到1/4波长。

3.根据权利要求1所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述双频段线极化全向天线高度为λ₁/4；其中λ₁＝c/f；f为低频段天线辐射体工作频率。

4.根据权利要求2所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述引向器、反射器与安装底板一体化铸造，低频段天线辐射体、高频端天线辐射体设置再同一印制板上，馈电网络设置再另一印制板上。

5.根据权利要求1至4之一所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述低频段天线辐射体、高频段八木天线位于第一印制板；馈电网络位于第二印制板；第一印制板与第二印制板相对位置关系至少有二种：1)：第一印制板垂直与安装底板、第二印制板平行贴于安装底板上；2)第一印制板与第二印制板同时垂直安装底板，且第一印制板放置再第二印制板上，通过第二印制板接地。

6.根据权利要求5所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述辐射体、引向器、反射器以及安装底板的表面均采用导电性好且易于焊接的镀涂处理。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于射频插座位于封闭空间之外的安装底板上，射频插座通过螺钉固定在安装底板上。

8.根据权利要求7所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述天线罩内空腔部分采用发泡材料填充。

9.根据权利要求1、2、3、4、6或8所述的一种双频段线极化全向天线，其特征在于所述高频天线辐射体、引向器、发射器采用直立、倾斜或扭曲变形方式，形成高频段八木天线；低频辐射体采用直立、倾斜或扭曲变形方式，形成低频全向天线。